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      技術


      全球領先的顆粒粒度分析儀

      動態光散射

      2019-04-15 17:51:14

      5780

      光散射基礎:

          ? 光是電磁波,其電場與磁場振動方向同傳播方向相互垂直。 

          ? 當光穿過質點時,在光波電場作用下,質點中的電子會產生強迫振動,并向各個方向發射電磁波,就被稱為散射光。 

          ? 散射光方向與入射光方向間的夾角為散射角。


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           ? 散射因子:

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           ? 散射光強:

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               即:散射光強與顆粒大小六次方成正比,與入射光波長四次方成反比,同時與樣品dn/dc、濃度以及散射角有關。


      布朗運動:

              任何懸浮于液體的顆粒都會不停的作布朗運動,其運動的強度與環境有關,同時也與顆粒本身的大小有關:相同條件下,大顆粒的布朗運動緩慢,而小顆粒的布朗運動劇烈。


              散射光與布朗運動:

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      動態光散射原理(DLS/QELS/PCS):

      1964 年,Pecora 證明了實時波動的散射光可以在頻域中產生一個分布,這個帶寬 就包含著顆粒運動的信息。實際上,該線寬??梢郧蟪鰯U散系數 DT,從而由擴散系數與 粒徑之間的關系,得出顆粒的大小。公式如下:
       
                  C(τ)=<n>2 [ 1 + b * exp (-2 Γτ) ]  (相關函數:Correlation Function) 

                                                                              其中 <n>2 為基線,由實驗得出

                  Γ=DT * q2      q為波動矢量因子
       
                  DT=KT/3πηd    where K 為 Boltzman 常數


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      動態光散射常用的數學模型:

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              數學模型的使用僅意味著數學上的最優解,未必反映實際的物理現象。下表反映了不同模型在樣品表征中的結果差異:

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      動態光散射中的加權方法及其影響:


      權重(Weighting):光強加權(Intenisty)、重量加權(Volume)、表面積加權(Surface Area)與數量加權(Number)


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      動態光散射測量中的問題與解決方案:


      1.  散射信號弱(小顆粒、低濃度或帶顏色樣品):采用高穩定度高功率的激光器或提高樣品濃度,增強散射光信號,采用高量子效應的高靈敏檢測器,提高系統信噪比;

      2. 寬分布或大顆粒影響:使用多峰分析模型。如果有雜質或灰塵,需要對樣品進行處理(如過濾或離心);

      3. 數據呈現遞增或遞減:需要增加溫度穩定時間,消除由于溫度漂移造成的粘度變化;

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