在納米粒度分析領(lǐng)域，動態(tài)光散射（DLS）技術(shù)因其對均勻穩(wěn)定樣品具有卓越的檢測能力而被廣泛應(yīng)用，其理想檢測范圍通常介于幾納米到亞微米之間。然而，當(dāng)面對具有沉降特性的大顆粒樣品時，DLS技術(shù)的局限性便顯現(xiàn)出來。正是為了突破這一技術(shù)瓶頸，百特儀器研發(fā)的BeNano 180 Zeta Max納米粒度及Zeta電位分析儀創(chuàng)新性地引入了沉降法檢測模塊，成功將檢測范圍拓展至微米級別。

技術(shù)原理突破

BeNano 180 Zeta Max的核心創(chuàng)新在于其在光路系統(tǒng)的0°角位置設(shè)置了高精度PD檢測器。該設(shè)計通過實時監(jiān)測樣品透射光強(qiáng)度的動態(tài)變化，結(jié)合經(jīng)典的斯托克斯沉降定律，建立起了一套完整的沉降法粒度檢測方案。該方法的核心方程如下：

沉降速率 = (2r2(ρ_p - ρ_f)g) / (9η)

其中關(guān)鍵參數(shù)包括實驗溫度下分散介質(zhì)的折射率、密度和粘度，以及顆粒物本身的折射率和密度。這些參數(shù)的精確獲取是保證測試結(jié)果準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。

實驗設(shè)計與方法

本研究以硅酸鋯鋯粉末為分析對象，采用多儀器聯(lián)用的綜合檢測方案：

• 使用BetterPyc 380多功能真密度儀精確測定樣品密度

• 通過BeNano 180 Zeta Max進(jìn)行沉降法粒度分析

• 采用Bettersize 2600激光粒度分析儀進(jìn)行對比驗證

結(jié)果與討論

沉降法檢測數(shù)據(jù)顯示出優(yōu)異的重復(fù)性，三次獨(dú)立測試的D50值相對標(biāo)準(zhǔn)偏差控制在5%以內(nèi)，證明了該方法具有良好的實驗重現(xiàn)性。從粒度分布曲線可以看出，沉降法所得結(jié)果與激光粒度儀檢測數(shù)據(jù)具有高度一致性，兩種方法相互驗證了結(jié)果的可靠性。

表1 沉降法三次重復(fù)測試關(guān)鍵參數(shù)對比

技術(shù)優(yōu)勢與應(yīng)用前景

BeNano 180 Zeta Max采用的沉降法檢測技術(shù)，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)動態(tài)光散射技術(shù)在大顆粒檢測方面的不足。其檢測范圍可覆蓋1-100微米，特別適用于具有沉降特性的顆粒體系分析。該方法不僅適用于硅酸鋯鋯等陶瓷材料，在金屬粉末、藥物顆粒、礦物填料等領(lǐng)域的粒度分析中同樣具有廣闊的應(yīng)用前景。

結(jié)論

本研究通過系統(tǒng)的實驗驗證表明，BeNano 180 Zeta Max納米粒度儀集成的沉降法檢測模塊，能夠提供準(zhǔn)確、可靠的粒度分析結(jié)果。該方法與激光粒度法形成良好的互補(bǔ)關(guān)系，為寬分布顆粒體系的全面表征提供了新的技術(shù)手段，體現(xiàn)了百特儀器在粒度分析領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新實力。