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介紹納米材料檢測儀的幾種測試方法

發布時間:2021-09-30      點擊次數:110
  納米材料是指三維空間尺寸中至少有一維處于納米數量級(1~100nm),或由納米結構單元組成的具有特殊性質的材料,被譽為“21世紀最重要的戰略性高技術材料之一”。當材料的粒度大小達到納米尺度時,將具有傳統微米級尺度材料所不具備的小尺寸效應、量子尺寸效應、表面效應等諸多特性,這些特異效應將為新材料的開發應用提供嶄新思路。
  目前,納米材料已成為材料研發以及產業化最基本的構成部分,其中納米材料的粒度則是其最重要的表征參數之一。
  1.電子顯微鏡法
  電子顯微鏡法是對納米材料尺寸、形貌、表面結構和微區化學成分研究常用的方法,一般包括掃描電子顯微鏡法(SEM)和透射電子顯微鏡法(TEM)。對于很小的顆粒粒徑,特別是僅由幾個原子組成的團簇,采用掃描隧道電鏡進行測量。計算電鏡所測量的粒度主要采用交叉法、最大交叉長度平均值法、粒徑分布圖法等。
  優點:該方法是一種顆粒度觀測的絕對方法,因而具有可靠性和直觀性。
  缺點:測量結果缺乏整體統計性;滴樣前必須做超聲波分散;對一些不耐強電子束轟擊的納米顆粒樣品較難得到準確的結果。
  2.激光粒度分析法
  激光粒度分析法是基于Fraunhofer衍射和Mie氏散射理論,根據激光照射到顆粒后,顆粒能使激光產生衍射或散射的現象來測試粒度分布的。因此相應的激光粒度分析儀分為激光衍射式和激光動態散射式兩類。一般衍射式粒度儀適于對粒度在5μm以上的樣品分析,而動態激光散射儀則對粒度在5μm以下的納米、亞微米顆粒樣品分析較為準確。所以納米粒子的測量一般采用動態激光散射儀。
  優點:樣品用量少、自動化程度高、重復性好,可在線分析等。
  缺點:不能分析高濃度的粒度及粒度分布,分析過程中需要稀釋,從而帶來一定誤差。
  3.動態光散射法
  動態光散射也稱光子相關光譜,是通過測量樣品散射光強度的起伏變化得出樣品的平均粒徑及粒徑分布。液體中納米粒子以布朗運動為主,其運動速度取決于粒徑、溫度和黏度系數等因素。在恒定溫度和黏度條件下,通過光子相關譜法測定顆粒的擴散系數就可獲得顆粒的粒度分布,其適用于工業化產品粒徑的檢測,測量粒徑范圍為1nm~5μm的懸浮液。
  優點:速度快,可獲得精確的粒徑分布。
  缺點:結果受樣品的粒度大小以及分布影響較大,只適用于測量粒度分布較窄的顆粒樣品;測試中應不發生明顯的團聚和快速沉降現象。
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