Laserová difrakce pro měření velikost částic Ing. Jana Kosíková SUPMAT – Podpora vzdělávání pracovníků center pokročilých stavebních materiálů Registrační číslo CZ.1.07/2.3.00/ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Princip laserové difrakce   Obecně uznávanou teorií která popisuje chování světla při odrazu a pohlcování světla na různých typech zrnitých materiálů a v různých podmínkách je teorie nazývaná MIE.   Mie teorie je kompletní matematicko-fyzikální teorie rozptylu elektromagnetického záření částicemi, vyvinutá Gustavem Mie v roce   MIE teorie - pro kulovité částice k předpovědi dráhy světla, které proniká částicí nebo je od částice odraženo.   MIE teorie je velice přesná, ale předpokládá určitou znalost o měřených částicích jako je refrakční a absorpční index.

Princip laserové difrakce   Částice jsou prozařovány laserovým paprskem, který se v kyvetě se vzorkem rozptyluje.   Měření probíhá obvykle ve vodném prostředí.   Díky částicím vzorku dochází k ohybu (difrakci) laserového paprsku.   Úhel ohybu světla je nepřímo úměrný jejich velikosti.

Princip laserové difrakce   S klesající velikostí částice, vzrůstá difrakční ohybový úhel, zatímco intenzita záření klesá v závislosti na velikosti částice. Velké částice rozptýlí světlo v malém úhlů s vysokou intenzitou, Velké částice rozptýlí světlo v malém úhlů s vysokou intenzitou, Malé částice rozptýlí světlo v širším úhlu, ale s nízkou intenzitou. Malé částice rozptýlí světlo v širším úhlu, ale s nízkou intenzitou.   Kvantita světla stanovená v různých směrech je využita k výpočtu distribuce velikosti částic.   Vše je snímáno detektorem a vyhodnoceno podle teorie MIE.   Výpočet je založen na znalosti indexu lomu měřeného materiálu a média.

Mastersizer 2000  Pomocí tohoto analyzátoru velikosti částic je měření velikosti částic jednoduchým, přímočarým a rutinním úkonem.  Široký měřicí rozsah MS 2000 je schopen měřit materiály od 0,02µm do 2000µm. od 0,02µm do 2000µm.  Široký záběr odlišných materiálů emulse, emulse, suspense suspense suché prášky suché prášky  Jednoduché ovládání systému MS2000

 Vysoká reprodukovatelnost je zajištěna softwarově ovládanou standardní operační procedurou eliminuje variabilitu nastavených podmínek uživatelem (blbovzdorné) eliminuje variabilitu nastavených podmínek uživatelem (blbovzdorné) přenosnost metody mezi přístroji stejného typu a konfigurace. přenosnost metody mezi přístroji stejného typu a konfigurace. měření mohou být shodně opakována za podmínek vytvořené standardní operační procedury měření mohou být shodně opakována za podmínek vytvořené standardní operační procedury  Laserová metoda měření není nejpřesnější  Laserová granulometrie Malvern je považována za jakýsi etalon měření veliskosti částic

Příprava vzorků pro měření  Vzorky musí být s max. velikosti zrn 2 mm, nutné přesít.  Nevhodné jsou vzorky lehčí než měřící tekutina, tedy ty vzorky, které plavou.  1 vzorek – 3 litry destilované vody

Jednotka pro disperzi vzorku  Tato jednotka je určena pro vytvoření suspenze částic ve vodě nebo jiných kapalinách, které mohou být optimalizovány pomocí ultrazvuku.  Typ disperze: mokrá, kapacita ml za použití laboratorní kádinky mokrá, kapacita ml za použití laboratorní kádinky  Mechanismus disperze: Vestavěná míchačka, ultrazvuková Vestavěná míchačka, ultrazvuková sonda, recirkulační čerpadlo (pro sonda, recirkulační čerpadlo (pro čerpání vzorku ) čerpání vzorku )

Výsledky měření  Výstupem vlastního měření je grafické vyjádření distribuce velikosti částic (frekvenční či kumulativní křivka, histogram), doplněné o tabelované hodnoty a několik vypočtených parametrů charakterizující naměřenou velikost částic ve vzorku. pozn.: data je možné převést do programu Excel

Použití přístroje  Zjišťování velikosti částic Možné nadefinování požadovaných frakcí Možné nadefinování požadovaných frakcí Export i do excelu Export i do excelu  Měrný povrch při zadané hustotě materiálu. (orientačne – podle tvaru částic)

Děkuji za pozornost