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レーザー回折法は、ミクロンサイズの粒度を確認する方法として広く使われる粒度測定技術です。この理由として、以下が挙げられます。
レーザー回折法では、分散された粒子試料中をレーザー光が通過する際に散乱する光の強度の角度依存性を測定することで、粒度分布を測定します。
下図に示すように、大きな粒子の場合、レーザー光に対して小さい角度で光が散乱し、小さい粒子の場合は大きな角度までほぼ同じ強度で光が散乱します。その後、角度ごとのデータを解析し、光散乱のMie理論を使用して散乱パターンを作り出している粒径を計算します。粒径は体積相当球の直径として報告されます。
一般的なレーザー回折システムは3つの主な要素から構成されています。
光学ベンチ分散された試料は光学ベンチの測定エリアを通過し、ここでレーザー光が粒子を照射します。その後、一連の検出器が試料の粒子によってそれぞれの角度に散乱した光の強度を正確に測定します。 |
試料を液体中に懸濁させ均質化するため、循環ポンプを内蔵した試料分散ユニットを用います。これにより粒子が光学ベンチの測定エリアへ適切な濃度かつ安定した分散状態で送られます。通常の処理だけでは凝集がみられる砥粒は、界面活性剤を滴下、ホモジナイザーで事前に分散処理され、分散ユニットに投入されます。
計測ソフトウエアは測定中にシステムを制御し、散乱データを解析して粒度分布を計算します。
また、凝集砥粒が混入している場合、分散システムの条件(ポンプの種類、流速、流量、超音波照射装置の種類、出力)による試料の分散状態で、結果が大きく変わるため、常に同じ装置で同じ条件により測定を行うことが重要であり、これをおこなうことによって再現性が改善します。
このため、厳格に測定条件が規定された元で値を比較することが重要になります。
資料提供:スペクトリス株式会社 マルバーン・パナリティカル事業部
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