圖像法與激光衍射法測(cè)定粒徑結(jié)果差異分析

對(duì)粒度進(jìn)行檢測(cè)分析的方法有很多，常用到的兩大類測(cè)量方法——圖像法與激光衍射法，其中圖像法包括電鏡法和顯微圖像法兩種形式。這兩類方法的測(cè)量結(jié)果通常會(huì)有差異，原因有以下三個(gè)方面：

一．  原理不同導(dǎo)致的結(jié)果不同

假定有3個(gè)直徑分別為1,2,3的球體顆粒，不同測(cè)量原理的儀器將會(huì)采用不同的方法來計(jì)算平均粒徑。

電鏡法：通常用帶有標(biāo)尺的格子線來測(cè)量顆粒直徑，然后把它們加在一起再除以總的數(shù)量而得到數(shù)量-長(zhǎng)度平均D[1,0]：

圖像法：通常測(cè)量每個(gè)粒子的面積，加起來再除以顆粒的數(shù)量而得到數(shù)量-面積平均D[2,0]：

激光衍射法：通過測(cè)量顆粒群的散射光強(qiáng)分布，可得到體積分布，并可得到體積平均粒徑 D[4,3]：

可見，不同測(cè)量方法計(jì)算平均是不相同的，同樣的道理，計(jì)算粒度分布的方法也不相同，或者說是粒度分布的基準(zhǔn)不同。例如，當(dāng)相同個(gè)數(shù)的5微米與50微米小球混合均勻后，采用不同原理所得到的原始粒度分布*不同。

電鏡結(jié)果與激光粒度儀結(jié)果的比較大多為數(shù)量分布與體積分布的比較，圖像儀分析結(jié)果與激光粒度儀結(jié)果的比較大多是面積分布與體積分布的比較。

上圖表明采用不同原理法干法進(jìn)行粒度測(cè)量，所得結(jié)果有明顯的差別。為方便不同原理儀器進(jìn)行比較，百特激光粒度分析系統(tǒng)和顯微圖像粒度分析系統(tǒng)中配置了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，可將體積分布轉(zhuǎn)換為面積分布或個(gè)數(shù)分布，從而實(shí)現(xiàn)不同原理、不同基準(zhǔn)下的粒度分布的互轉(zhuǎn)換。下圖所示為百特粒度儀測(cè)試一個(gè)體積平均粒徑D50為17微米左右的樣品，再將結(jié)果轉(zhuǎn)換成面積分布和數(shù)量分布后的比較。

二．  測(cè)試顆粒代表性有差異

紅色圓圈代表電鏡法/圖像法取樣區(qū)域，很顯然漏掉了顆粒群中的10微米大顆粒，由于電鏡法/圖像法取樣數(shù)量有限，漏測(cè)一個(gè)大顆粒將對(duì)結(jié)果產(chǎn)生很大影響。激光法則不會(huì)發(fā)生這種情況，激光粒度儀因?yàn)槿恿看?，可連續(xù)重復(fù)測(cè)量，能夠得到代表所有顆粒的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

三．樣品分散原因

下圖為電鏡拍攝的某粉體圖像，該粉體團(tuán)聚現(xiàn)象比較明顯，顆粒間結(jié)合緊密，不易重新分散。增大放大倍數(shù)后，電鏡法能反映局部精細(xì)結(jié)構(gòu)，給出單個(gè)粒子尺寸，這是其它測(cè)量方法難以做到的。

下圖是激光粒度儀對(duì)上面同一粉體的測(cè)試結(jié)果?？梢钥闯觯す庋苌浞ǖ臏y(cè)量結(jié)果客觀真實(shí)地反映了團(tuán)聚粉體分散后的狀態(tài)。

從以上三個(gè)方面的分析可以看到，電鏡法/圖像法與激光衍射法的結(jié)果差異是由于原理和基準(zhǔn)不同導(dǎo)致的，因此在應(yīng)用和進(jìn)行結(jié)果比較時(shí)不要僅僅看數(shù)據(jù)，還要看得到這些數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)，以便進(jìn)行正確判斷，得出正確結(jié)論。