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超声法粒度及Zeta电位分析仪是一种基于超声波传播原理的先进仪器,主要用于测量液体中固体颗粒的尺寸分布和Zeta电位。该方法特别适用于高浓度、高粘度的样品,如电池浆料、混悬剂、电子印刷材料、乳剂和油墨等。以下是对超声法粒度及Zeta电位分析仪工作原理的详细解释。
超声波传播原理
超声波是一种频率高于人类听觉范围的声波,通常定义为频率大于20kHz的声波。超声波在液体中传播时,会遇到颗粒发生散射。散射的强度与颗粒尺寸有关,较大颗粒产生的散射较强,而较小颗粒产生的散射较弱。通过测量散射信号的强弱,可以推断出颗粒的大小。
粒度测量原理
超声法粒度仪的核心部件是一个超声波传感器,它可以发送和接收超声波。当超声波穿过含有颗粒的液体时,部分能量会被颗粒散射回来。散射的能量强度与颗粒尺寸相关,通过计算散射能量的变化,可以确定颗粒的平均尺寸和尺寸分布。
Zeta电位测量原理
Zeta电位是指颗粒在溶液中所携带的净电荷,它是决定颗粒稳定性的一个重要因素。超声法粒度及Zeta电位分析仪通过测量颗粒在电场下的迁移速度来测定Zeta电位。迁移速度取决于颗粒的电荷和周围电解质溶液的性质。通过测量迁移速度,可以计算出Zeta电位值。
测试过程
首先,将待测样品放入超声法粒度及Zeta电位分析仪的测量容器中。然后,仪器发送超声波穿过样品,并记录散射信号。通过对散射信号的分析,可以得出颗粒的粒度分布。接着,仪器施加一个电场,观察颗粒在电场下的运动情况,进而计算出Zeta电位。
应用价值
超声法粒度及Zeta电位分析仪无需对样品进行稀释,可以直接测量原液,避免了稀释可能引起的误差。这对于高浓度、高粘度的样品尤其重要,因为稀释可能会改变样品的性质,导致测量结果失真。因此,该方法在产品研发和生产过程中具有重要的指导意义。
总结来说,超声法粒度及Zeta电位分析仪利用超声波传播和电场迁移的原理,对液体中的颗粒进行精确测量,为科学研究和工业生产提供了有力的支持。