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納米粒子粒徑分布測試系統(tǒng)

納米粒子粒徑分布測試系統(tǒng)

摘要:本文介紹了納米粒子氣溶膠分析系統(tǒng)的基本原理、測量方法和系統(tǒng)組成,總結(jié)了所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究。該系統(tǒng)對粒徑測量的量值可溯源到標(biāo)準(zhǔn)粒子,可進(jìn)行單分散、多分散樣品的測量以及電子分級篩選,并展望了良好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞:氣溶膠;電遷移率;納米/亞微米;校準(zhǔn)

一、 前言

納米/亞微米顆粒的粒徑大小和分布是決定其材料特性的關(guān)鍵因素之一,因此開展對納米/亞微米顆粒粒徑及粒徑分布的研究顯得十分必要和重要。納米粒子氣溶膠分析系統(tǒng)是針對分散在指定氣氛中的納米/亞微米顆粒物進(jìn)行粒徑和濃度計(jì)量的先進(jìn)手段,是與電鏡法(EM)納米粉末表征、光子相關(guān)譜法(PCS)溶膠納米粒度分析相并列的納米測量學(xué)的重要分支。各類原理的電子顯微鏡是表征納米粉末的有效工具,但其取樣量有限,不適宜作統(tǒng)計(jì)分析;光子相關(guān)譜法能對分散在溶膠中的納米粒子進(jìn)行測量統(tǒng)計(jì),但對多分散體系的粒徑分布測量有不足之處。納米粒子氣溶膠分析系統(tǒng)的建立,與以上兩種測量方法形成了良好的互補(bǔ)。利用噴霧方法將納米/亞微米顆粒分散形成氣溶膠,再用微分電遷移率分析器DMADifferentialMobilityAnalyzer)來測量其粒徑分布的技術(shù)是研究氣溶膠態(tài)顆粒的關(guān)鍵技術(shù)。它具有眾多優(yōu)特點(diǎn),如樣品制備簡單,可測多分散體系,分析樣品具有統(tǒng)計(jì)意義,準(zhǔn)確度高,測量速度快等。美國標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)和日本JSR公司出具100納米標(biāo)準(zhǔn)粒子的證書上,都有使用DMA方法的說明。國外學(xué)者成功地運(yùn)用DMA技術(shù)來測量α-Fe2O3SiO2、α-FeOH、炭黑粒子等精細(xì)粉末。

二、 粒子氣溶膠分析系統(tǒng)的組成

納米粒子氣溶膠分析系統(tǒng)由氣溶膠發(fā)生系統(tǒng)和掃描電遷移分析系統(tǒng)(SNPS)組成,框圖如下
 
系統(tǒng)的主要組成包括氣溶膠發(fā)生器、軟X線電中和器、電分級器、DMA、凝聚核粒子計(jì)數(shù)器(HCT4312)。 

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