Door AZoM
Inhoudstafel
Inleiding Het Differentiële Verspreiden zich van de Intensiteit van de Polarisatie (PIDS)
Conclusies Ongeveer Kouter Beckman Inleiding
De de diffractietechnologie wordt van de Laser toegepast in een brede waaier van gebieden. Aangezien de deeltjes kleiner worden, wordt de verhouding van deeltjesafmeting aan lichte golflengte (d/λ) verminderd en het verspreidende patroon is meer vlot en minder hoekig afhankelijk, veroorzakend meer moeilijkheid in het bepalen van de correcte groottewaarden. Om de capaciteit te verbeteren om kleine deeltjes te meten, zijn er drie benaderingen die kunnen worden gekozen om de lagere groottegrens uit te breiden wanneer het meten van deeltjes gebruikend laserdiffractie.
De eerste benadering om de lagere het rangschikken grens uit te breiden is door de hoekige het ontdekken waaier te verhogen. Als de hoekige plaats van het eerste minimum in het verspreidende patroon als criterium wordt gebruikt om een gebied nauwkeurig te rangschikken, om een gebied te meten die een diameter kleiner hebben dan 0.5 μm, moet de maximum het ontdekken hoek groter zijn dan 90 graden (Fig. 1). Aldus om een submicrondeeltje te rangschikken, moet de opsporings hoekige waaier worden ontworpen om hoeken minstens zo te behandelen groot zoals 90 graden; praktisch, kan de maximum het ontdekken hoek zo groot zijn zoals 175°.
.jpg)
Figuur 1. De afhankelijkheid van de Hoek bij het verspreiden van patroon en het eerste minimum.
De Verspreidende patronen zijn functie van lichte golflengte en deeltjesgrootte. Hun variaties zijn verwant met de verhouding tussen deeltjesafmeting en golflengte (d/λ). De gevolgen van de Interferentie die tot de fijne structuur in een verspreidend profiel leiden worden zeer verminderd wanneer d/λ minste dan 0.5 is. Als de golflengte van licht korter is, wordt de verhouding verhogingen en de lagere het rangschikken grens effectief uitgebreid. Met andere woorden, worden de verspreidende patronen samengeperst bij kortere golflengten en meer informatie (structuur) wordt getoond over de zelfde hoekige waaier vergeleken met wat kan worden verkregen gebruikend een langere golflengte. Praktisch, is de kortste golflengte ongeveer 350 NM. De Meeste materialen in feite, stellen sterke absorptie bij golflengten korter tentoon dan 300 NM. Gebruikend licht van λ kunnen = 375 NM, lager die grens rangschikken tot de helft van verkrijgbaar dat worden uitgebreid door licht van te gebruiken λ = 750 NM.
Het Differentiële Verspreiden zich van de Intensiteit van de Polarisatie (PIDS)
De Weg Bereid door Beckman Coulter, gebruiken de meeste fabrikanten van de laserdiffractie de bovengenoemde twee benaderingen, d.w.z. zich wijd uit het hoekige strekt ontdekken en korte golflengte, om kleine deeltjes te rangschikken. Nochtans, rangschikkend nog kleinere deeltjes die tientallen nanometers in diameter zijn, kan niet worden bereikt gebruikend slechts deze twee benaderingen. Figuur 2 is een driedimensionele vertoning die de zeer langzame hoekige variatie voor kleine deeltjes toont. Voor deeltjes kleiner dan 200 NM, zelfs door voordeel van de bovengenoemde twee benaderingen te nemen, is het nog moeilijk om een nauwkeurige grootte te verkrijgen. Dan, werden twee verschillende routes ontwikkeld onder instrumentenfabrikanten. Men moet van de gemeten ondergrens aan een gelijke ondergrens, soms zelfs voorbij de theoretische lagere het rangschikken grens, b.v. 10 NM extrapoleren. wegens dit, kunnen de gegevens in het geëxtrapoleerde gebied onjuist zijn.
De andere benadering is de polarisatiegevolgen van het verspreide licht te gebruiken. Heeft het Verticaal gepolariseerde verspreide licht diverse verspreidende patronen en fijne structuren van dat van horizontaal gepolariseerd licht voor kleine deeltjes. Het belangrijkste kenmerk van de horizontale verspreidende intensiteit (i)h voor kleine deeltjes is dat er een minimum rond 90 graden is. Door polarisatiegevolgen met golflengteafhankelijkheid bij grote hoeken te combineren, kan lager die grens rangschikken tot zo laag worden uitgebreid zoals 40 NM, bijna bereikend de theoretische grens. Deze gecombineerde aanpak is genoemd geworden techniek van de Intensiteit van de Polarisatie Differentiële (PIDS) Verspreidende die door Beckman Coulter wordt gepatenteerd.
.jpg)
Figuur 2. Een 3-D vertoning van Mie verspreidende intensiteit IV van een eenheidsvolume van gebieden met relatieve r.i m = 1.50 + 0i bij λ = 750 NM.
.jpg)
Figuur 3. Het Verspreiden zich van verschillende polarisaties.
De oorsprong van polarisatiegevolgen kan zich op de volgende manier (Fig. 3) begrijpen. Wanneer een zeer uiterst klein deeltje, veel kleiner dan de golflengte van licht, in een lichtstraal wordt gevestigd, veroorzaakt het oscillerende elektrische gebied van het licht een oscillerend dipoologenblik in het deeltje, d.w.z. de elektronen in de atomen afwisselend bestaand uit de deeltjesbeweging met betrekking tot het stationaire deeltje. De veroorzaakte motie van de elektronen zal in de richting van schommeling van het elektrische veld, en daarom loodlijn aan de richting van propagatie van de lichtstraal zijn. Als resultaat van de transversale aard van licht, straalt de oscillerende dipool licht in alle richtingen behalve in de schommelingsrichting uit; als de detector de richting van schommeling onder ogen ziet zal het geen het verspreiden van enige dipolen ontvangen zich. Wanneer de lichtstraal in of de vrichting of de hrichting wordt gepolariseerd, zal verspreidende intensiteit I env I voorh een bepaalde hoek verschillend zijn. Het verschil tussen I env I, d.w.z.h (I - I) wordt, v hgenoemd het PIDS signaal. Aangezien de verhogingen van de deeltjesgrootte, de intra-deeltjesinterferentie maakt zal het deeltjesgedrag van dat van een eenvoudige dipool en het verspreidende patroon afwijken complexer worden. Voor uiterst kleine deeltjes, is het PIDS signaal een ruwweg vierkantige die kromme bij 90 graden wordt gecentreerd. Voor grotere deeltjes lijken de patroonverschuivingen naar kleinere hoeken en secundaire pieken toe te schrijven aan de verspreidende factor. Aangezien PIDS signaleren van deeltjesgrootte met betrekking tot lichte golflengte afhankelijk is, kan de waardevolle informatie over een distributie van de deeltjesgrootte worden verkregen door PIDS te meten signaleert bij verscheidene golflengten.
Figuur 4 vertoningen de verschuiving in de piekwaarde en de verandering in tegenstelling voor deeltjes diverse diameters. Voorts omdat het PIDS signaal bij verschillende golflengten varieert, zal de meting van de PIDS signalen bij verscheidene golflengten extra verspreidende informatie aanbieden die kan worden gebruikt om het proces van de grootteherwinning verder te raffineren.
.jpg)
Figuur 4. IIvh van kleine PSL in water (λo = 450 NM). Gestippelde lijn: D = 150 NM; gestormde lijn: D = 100 NM; en stevige lijn: D = 50 NM.
Van Figuur 4, zijn de hoekige patronen voor 100 NM en zelfs voor 50 NMdeeltjes herkenbaar, naast de verschuiving in de as van symmetrie. Het is geverifieerd door zowel theoretische simulatie als echte proefneming dat het nauwkeurige rangschikken van deeltjes kleiner dan ongeveer 200 NM door intensiteit zonder het gebruik van de PIDS techniek te verspreiden moeilijk en waarschijnlijk onrealistisch is. De combinatie drie benaderingen (bredere hoekige waaier, golflengtevariatie, en polarisatiegevolgen) verbetert de nauwkeurige karakterisering van submicrondeeltjes gebruikend zich het lichte verspreiden.
Figuur 5 is een typische trimodal die distributie in een experiment wordt teruggewonnen die van de laserdiffractie de PIDS techniek gebruiken bij veelvoudige golflengten (lo = 450, 600, 750, en 900 NM) en over een verspreidende hoekige waaier met hoeken tot 144 graden, met (stevige lijn) en zonder (gestormde lijn) het gebruiken van het polarisatieeffect. De gestippelde lijnen tonen de nominale diameterwaarden van het latex in het mengsel zoals die door de verkoper PSL wordt gerapporteerd. Zonder de PIDS techniek die wordt de kleinste component gemist, zelfs wanneer gebruikend de informatie bij grote verspreidende hoeken en korte golflengten wordt verzameld. Figuur 6 is een beeld van de aftasten (SEM)elektronenmicroscopie van de steekproef in Figuur 5 wordt geanalyseerd waarin drie verschillende grootte van deeltjes dat kan worden gezien.
.jpg)
Figuur 5. Een trimodal mengsel van PSL (nominale diameters 83 NM, 204 NM, en 503 NM met 1:1: 1 volumeverhouding).
.jpg)
Figuur 6. Een beeld met elektronenmicroscoop van de steekproef in Figuur 5.
Conclusies
Door alle drie benaderingen te gebruiken, d.w.z. wijd hoekige waaier, korte golflengte, en polarisatieeffect, deeltjesgrootte zo klein zoals 40 NM correct in plaats van „wordt geëxtrapoleerd“ kunnen worden gemeten. Er zijn geen het mengen zich van technologieën. Alle signalen zijn van het zelfde verspreidende fenomeen en in één enkel proces van de gegevensherwinning enkel als in een gewone meting van de laserdiffractie volledig behandeld.
Ongeveer Kouter Beckman
De meting van de Precisie voor onderzoek, ontwikkeling, en hoge snelheid productie wordt vereist in verscheidene industrieën om kwaliteit, consistentie en kostenbeheer te verzekeren. Het Kouter van Beckman voorziet volledig geïntegreerde, makkelijk te gebruiken automatiseringssystemen van talrijke kwaliteit toepassing-van deeltjesgrootte, distributie en volume het tellen aan cellulaire analyse. Alle systemen zijn configureerbaar om aan specifieke behoeften te voldoen en efficiënte procesautomatisering te verstrekken voor diverse ondernemingen.
.jpg)
Deze informatie is afkomstig geweest, herzien en die van materialen door Beckman Coulter aangepast worden verstrekt.
Voor meer informatie over deze bron, te bezoeken gelieve Kouter Beckman.