美国DT超声粒度及Zeta电位仪DT-1202

超声衰减法测量极限纳米颗粒

获得纳米级颗粒的粒径分布对任何测 量方法都具有挑战。对于传统的分级方法， 如筛分或过滤而言，这些颗粒太小了。至 于计数法，则需要十分昂贵的高分辨率电 子显微镜，且这种视觉分析系统的统计性 很差。对光学系统，无论激光衍射法还是 动态光散射法，聚集和/或团聚的倾向会带 来困难，因为光波会把这些牢固的聚集体 和松散的团聚物“看”成是粗大颗粒，而好 的分散往往是非常需要恰当的分散剂和技 巧的。如果需要近在线表征，声谱是最合 适的方法。

用超声/电声技术表征水泥分散体系（2）

水泥是重要的胶凝材料，是构成混凝土的主要原材料。水泥与水构成的水泥分散体系是一个复杂的胶体分散体系。水泥分散体系的稳定性程度就直接决定了混凝土的稳定性程度。水泥颗粒的双电层厚度可以直接表明水泥颗粒带电多少、带电离子水化膜的厚薄和动电位（zeta电位）绝对值∣ζ∣的大小，它们直接影响着水泥分散体系的稳定性、流变性以及水泥的凝结和硬化过程。德拜（Debye）-休克尔（Hückel）在定量描述扩散双电层的电位ψ与离开固相颗粒表面距离χ之间变化关系的公式中，引入了由许多量组合而成的参量，并把κ-1叫做双电层的厚度。κ或κ-1是讨论水泥分散体系或胶体分散体系的稳定性和聚沉规律时一直要用到的一个极为重要的物理量。所以，有必要对κ和κ-1的物理意义进行详细全面的分析，以得到对双电层厚度的准确描述。

用超声/电声技术表征水泥分散体系（1）

借助超声技术，能够获取水泥浆体及其凝固过程中有关添加剂作用机制的重要信息。将水泥加入水中后，同时发生两个过程：其一，离子被溶于水；其二，硅酸钙基团发生初始水化，生成水化硅酸钙 (C-S-H 基团)。在接下来的 4 个小时里，水化速率稳步升高，生成 Ettringer 微晶。 在以下的国外分析报道中，使用标准市售水泥(CEM I42.5 R和CEM 2925)，以去离子水为分散介质(最大电导率 10 μS/cm)。分散剂为聚羧酸酯、萘磺酸盐和一种含硫的水溶性共聚物 (FM2453)。

用超声粒度和Zeta电位分析技术 研究二氧化钛分散体系的稳定性

不同分散体系表现出各种不稳定效应，部分如图1所示。很难给“分散体系的稳定性”找到一个确切的定义，因为可能起作用的过程多种多样，其中一种的可能性如下： 在稳定的分散体系中，颗粒会保持其初级结构——前提是连续相和分散相之间的密度差△ρ要小，还要粒径∅小于1μm，zeta电位（ζ）的绝对值大于30mV； 相反，在不稳定分散体系中，颗粒的初级结构无法保持，会发生不可逆改变，如图1。术语“可再分散的分散体系(redispersible dispersion）”意为颗粒絮凝为所谓“次级最小”——这种情况可进行再次分散。上述定义意味着，只用一个参数来描述“稳定”是不够的，而是要结合多种不同方法，才能够进行真正的稳定性分析。

用DT-300系列和DT-1202电声学原理测量接近工艺过程的胶体性质（Zeta电位）

全面了解液体分散体系的胶体性质对基础研究、应用研究和工业生产过程至关重要。Zeta电位（ζ电位）、动态迁移率或德拜长度在所有涉及电场中胶体颗粒运动的环节都是重要参数。医药技术中的分离工艺，金属和陶瓷工业的喷涂和成型技术都是这样的例子。另一方面，分散体系的（耐）沉淀/凝聚或浮油稳定性及流动性和加工性能也都与这些参数密切相关。 光学方法如微电泳或激光多普勒法必须大倍数稀释分散体系，因此这种表征不是为工艺过程服务的。另一方面，表面电位在极大程度上由周围介质决定，而稀释会改变颗粒周围环境。此外，对于高密度颗粒，颗粒的沉降会干扰电泳测量和高电导率体系的流体流动。与此相反，电声学方法能够表征接近工艺的原浓样品，且由已知的固体含量还可以进行比表面和比质量滴定实验。

用超声流变仪DT-600和DT-1202测定材料粘弹性

用剪切流变仪可以通过振动测量来获得分散体系的粘弹性，其频率上限大约是1000Hz。当作用频率高得多时，系统会怎样反应呢？回答这个问题是超声学流变仪的几个主要课题之一。用声波可以研究分散体系1到 100 MHz范围内的粘弹性质。在这个意义上，超声流变仪是传统剪切流变仪的一个补充技术，其特别的优势是表征体系时没有破坏性；而在机械力下容易损坏体系，如凝胶结构。此外这种方法还能测定难以定义的参数，如体积黏度——知道这个值，就可以得到有关分子的旋转、振动自由度的新信息。本文介绍超声流变仪DT-600及其应用实例，最后将简短综述振动流变学测量的基础知识。

激光衍射法粒度分析的准确性及其与图像法分析结果的比较

激光粒度仪是粉体领域中应用最广泛的测试仪器之一，虽然激光衍射法（LD）是基于单色光与单个粒子相互作用的复杂理论，但它已经细颗粒材料分析的标准参考技术。虽然人们经常讨论其对几何或光学性质的敏感性问题，但由于缺乏替代方法，几乎没有争议。在人们的印象中，LD具有成熟先进的测量原理，测量范围宽，测量结果准确、可靠，重复性好。因此，在现实研发生产中，一提到对比数据，就直呼要与某某品牌的激光粒度仪报告，其他品牌的不认可。然而，随着ISO13321-2009的更新颁布，及等同采用的国家标准GB/T 19077-2016 对激光衍射法粒度分析标准的修正贯彻，对激光粒度仪的应用做了限制，提高了人们的认识。

超声学粒度测量原理及其工艺实现

对于很多应用领域来说，了解粉体一次颗粒的粒径（初级粒径）是非常重要的。陶瓷颗粒的工艺过程就是一个实例，因为陶瓷生坯的孔隙结构、密度及烧结行为与其原料（主要为氧化铝）的粒度分布直接相关。在建筑行业中，固化过程和水泥的加工性能都与这个参数有关。另一个是食品行业，比如说巧克力的质量与巧克力粉的粒径密切相关。了解分散体系的实际粒径，或说分散系的状态，对分散系的质量而言，通常比了解初级粒径还要重要得多：分散体系的状态决定了工艺性能、贮存稳定性以及最终产品的质量等等。因为现有的光学方法只能用于高度稀释的体系，如激光衍射法，却不能提供这一功能。在实际应用中，分散体系的浓度一般远高于1%，而稀释会改变体系的特性。 因为这个原因，超声技术越来越受到推崇。由于物理特性与光波不同，超声波能够分析体积分数60%以内的分散体系，在许多的应用如功能性架构、硅胶、纳米颗粒（粒径5-100nm）中起着重要作用。现代的超声谱仪能够在很大的粒径和浓度范围内表征纳米颗粒。 本文讨论超声谱仪DT-100的工作状态。在阐述测量原理后，还会介绍一些声谱的胶体化学和物理上的基本原理。

超声法在胶体表征中的应用 —— 粒度分布，ZATA电位，流变学

对于胶体体系，超声技术会提供关于颗粒表征的三个重要领域的信息: 粒度分布，流变学和电动学。 另外，超声技术还可以用来表征纯液体和溶解物质(如粒子或者分子)的性质,但我们只对这部分做简单介绍。

用视频追踪法Zeta电位分布分析研究颗粒-气泡间的相互作用

水溶液中的固体颗粒、气泡和有机液滴具有表面电荷。研究表明，在大多数pH范围内，气泡在水中zeta电位为负值。带负电荷的纳米气泡可以在水溶液中长时间存在，其表面上的电荷可能在气泡聚结和气泡附着到颗粒中起作用，已经被应用于矿物浮选，废水和饮用水处理。此外，将纳米气泡与生物修复相结合，对有机化学污染土壤的修复具有很大的潜力。

静态图像分析粒径分布的准确性探究

近来图像分析取得决定性的突破, 在颗粒尺寸和形态综合分析方面成为标准参考方法。由于颗粒分散和单一颗粒成像的完全自动化 ，仪器的采样率从此不再是问题。由于图像法基于对每个单一颗粒进行测量，粒度分布应通过颗粒数量进行描述，而不是通过样品重量或者测试持续的时间。合适的颗粒数目与分布曲线形状及其跨度或范围相关，比利时列日大学的研究者从理论和实用方面对图像分析法得到的粒度分布准确性进行论述。

颗粒特性分析基本指南

本指南旨在为您提供目前在工业领域和科研领域主要使用的颗粒表征技术的基础知识，以帮助您快速确定哪些技术最适合您的颗粒表征需求。