กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

ขนาดอนุภาค

ขนาดอนุภาค เป็น แนวคิด ที่นำมาใช้เพื่อเปรียบเทียบ ขนาด ของอนุภาค ของแข็ง ( เช่น เศษผง ) อนุภาค ของเหลว ( เช่น หยดน้ำ ) หรืออนุภาค ก๊าซ (เช่น ฟอง อากาศ )...

ขนาดอนุภาค

การวัดขนาดอนุภาค
แนวคิดพื้นฐาน
ขนาดอนุภาค , ขนาดเกรน , การกระจายขนาด , สัณฐานวิทยา
วิธีการและเทคนิค
มาตราส่วนตาข่าย , การวัดขนาดอนุภาคด้วย แสง , การวิเคราะห์ตะแกรง , การจำแนกขนาดอนุภาคดิน

แนวคิดที่เกี่ยวข้อง
การทำเม็ด , วัสดุเม็ด , ฝุ่นแร่ , การจดจำรูปแบบ , การกระเจิงแสงแบบไดนามิก

ขนาดอนุภาคเป็นแนวคิดที่นำมาใช้เพื่อเปรียบเทียบขนาดของอนุภาคของแข็ง ( เช่น เศษผง ) อนุภาคของเหลว ( เช่น หยดน้ำ ) หรืออนุภาคก๊าซ (เช่น ฟอง อากาศ ) แนวคิดเรื่องขนาดอนุภาคใช้ได้กับอนุภาคในคอลลอยด์ในระบบนิเวศในวัสดุที่เป็นเม็ด (ไม่ว่าจะอยู่ในอากาศหรือไม่) และกับอนุภาคที่ประกอบเป็นวัสดุที่เป็นเม็ด (ดูเพิ่มเติมที่ขนาดเม็ด )

การวัด

มีหลายวิธีในการวัดขนาดอนุภาค[ 1 ]และการกระจายขนาดอนุภาคบางวิธีใช้แสงบางวิธีใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ [ 2 ] หรือสนามไฟฟ้าหรือแรงโน้มถ่วงหรือการเหวี่ยงการใช้ตะแกรงเป็นเทคนิคการวัดทั่วไป อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้อาจมีความเสี่ยงต่อข้อผิดพลาดของมนุษย์และใช้เวลานาน เทคโนโลยีเช่นการวิเคราะห์ภาพแบบไดนามิก (DIA) สามารถทำให้การวิเคราะห์การกระจายขนาดอนุภาคทำได้ง่ายขึ้นมาก แนวทางนี้สามารถพบได้ในเครื่องมือเช่น CAMSIZER ของ Retsch Technology หรือเครื่องมือซีรีส์ QICPIC ของ Sympatec เครื่องมือเหล่านี้ยังขาดความสามารถในการวัดแบบอินไลน์สำหรับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ในสภาพแวดล้อมการผลิต ดังนั้น อุปกรณ์สร้างภาพแบบอินไลน์เช่นระบบ SOPAT [ 3 ] จึง มีประสิทธิภาพมากที่สุด

อัลกอริทึม การเรียนรู้ของเครื่องถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการวัดขนาดอนุภาค[ 4 ] [ 5 ] แนวทางการวิจัยนี้สามารถให้ การวิเคราะห์ขนาดอนุภาคแบบเรียลไทม์และต้นทุนต่ำได้

ในทุกวิธี ขนาดจะเป็นการวัดทางอ้อม ได้มาจากการสร้างแบบจำลองที่แปลงรูปร่างของอนุภาคจริงให้เป็นรูปร่างที่เรียบง่ายและได้มาตรฐาน เช่น ทรงกลม (ซึ่งเป็นวิธีที่ใช้กันมากที่สุด) หรือทรงสี่เหลี่ยมมุมฉาก (เมื่อใช้กรอบล้อมรอบขั้นต่ำ ) โดยที่พารามิเตอร์ ขนาด (เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลม) มีความหมาย ข้อยกเว้นคือวิธีการทางสัณฐานวิทยาเชิงคณิตศาสตร์ซึ่งไม่จำเป็นต้องมีสมมติฐานเกี่ยวกับรูปร่างใดๆ

การกำหนดขนาดอนุภาคสำหรับกลุ่มอนุภาค (ชุดอนุภาค) ก่อให้เกิดปัญหาอีกประการหนึ่ง ระบบจริงมักเป็นระบบที่มี อนุภาคหลายขนาด (polydisperse ) ซึ่งหมายความว่าอนุภาคในกลุ่มมีขนาดแตกต่างกัน แนวคิดเรื่องการกระจายขนาดอนุภาคสะท้อนถึงความหลากหลายของขนาดอนุภาคนี้ บ่อยครั้งที่มีความจำเป็นต้องทราบขนาดอนุภาคเฉลี่ยที่แน่นอนสำหรับกลุ่มอนุภาค

สูตรสำหรับการกำหนดขนาดของทรงกลม

ขนาดอนุภาคของ วัตถุ ทรงกลมสามารถกำหนดได้อย่างชัดเจนและเป็นเชิงปริมาณโดยใช้เส้นผ่านศูนย์กลางอย่างไรก็ตาม วัตถุทั่วไปมักมีรูปร่าง ไม่สม่ำเสมอ และไม่เป็นทรงกลม ดังนั้นคำจำกัดความเชิงปริมาณของขนาดอนุภาค ข้างต้น จึงไม่สามารถนำไปใช้กับอนุภาคที่ไม่เป็นทรงกลมได้ มีหลายวิธีในการขยายคำจำกัดความเชิงปริมาณข้างต้นเพื่อนำไปใช้กับอนุภาคที่ไม่เป็นทรงกลม คำจำกัดความที่มีอยู่เดิมนั้นอิงจากการแทนที่อนุภาคที่กำหนดด้วยทรงกลม สมมติ ที่มีคุณสมบัติอย่างใดอย่างหนึ่งเหมือนกับอนุภาคนั้น

ขนาดอนุภาคตามปริมาตร
ขนาดอนุภาคตามปริมาตรเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลมที่มีปริมาตรเท่ากับอนุภาคที่กำหนด โดยทั่วไปใช้ในการวิเคราะห์ตะแกรง ในฐานะสมมติฐาน เกี่ยวกับรูปร่าง ( ขนาดตาข่ายของตะแกรงเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลม)
ที่ไหน
: เส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลมตัวแทน
: ปริมาตรของอนุภาค
ขนาดอนุภาคตามพื้นที่
ขนาดอนุภาคตามพื้นที่เท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลมที่มีพื้นที่ผิวเท่ากับอนุภาคที่กำหนด โดยทั่วไปใช้ในเทคนิคการวัดขนาดอนุภาคด้วยแสง
ที่ไหน
: เส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลมตัวแทน
พื้นที่ผิวของอนุภาค

นิพจน์การวัดทางอ้อม

ในบางกรณี ขนาด ( มิติ ความยาวในนิพจน์) ไม่สามารถหาได้โดยตรง แต่จะคำนวณได้จากฟังก์ชันของมิติและพารามิเตอร์อื่นๆ ดังตัวอย่างกรณีหลักๆ ที่จะแสดงด้านล่าง

ขนาดอนุภาคตามน้ำหนัก (ทรงกลม)
ขนาดอนุภาคตามน้ำหนักเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลมที่มีน้ำหนักเท่ากับอนุภาคที่กำหนด วิธีนี้มีประโยชน์ในการใช้เป็นสมมติฐานในการปั่นเหวี่ยงและการแยกสารหรือเมื่อสามารถประมาณจำนวนอนุภาคได้ (เพื่อหาค่าเฉลี่ยของน้ำหนักอนุภาคโดยการนำน้ำหนักตัวอย่างหารด้วยจำนวนอนุภาคในตัวอย่าง) สูตรนี้ใช้ได้เฉพาะเมื่ออนุภาคทุกตัวมีความหนาแน่นเท่ากันเท่านั้น
ที่ไหน
: เส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลมตัวแทน
: น้ำหนักของอนุภาค
: ความหนาแน่นของอนุภาค
ค่าคงที่แรงโน้มถ่วง
ขนาดอนุภาคแอโรไดนามิก
ขนาดอนุภาค ทางอุทกพลศาสตร์หรืออากาศพลศาสตร์เท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของทรงกลมที่มีสัมประสิทธิ์แรงต้านเท่ากับอนุภาคที่กำหนด
ความซับซ้อนอีกประการหนึ่งในการกำหนดขนาดอนุภาคในตัวกลางของเหลวปรากฏขึ้นสำหรับอนุภาคที่มีขนาดต่ำกว่าหนึ่งไมโครเมตรเมื่ออนุภาคมีขนาดเล็กเช่นนั้น ความหนาของ ชั้น อินเตอร์เฟซจะเทียบได้กับขนาดของอนุภาค ส่งผลให้ตำแหน่งของพื้นผิวอนุภาคไม่แน่นอน มีข้อตกลงในการวางพื้นผิวสมมตินี้ไว้ที่ตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งซึ่งเสนอโดย Gibbs และนำเสนอในหนังสือหลายเล่มเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์อินเตอร์เฟซและคอลลอยด์[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]

การประชุมนานาชาติ

มีมาตรฐานสากลในการนำเสนอขนาดอนุภาคลักษณะต่างๆ คือ ISO 9276 (การนำเสนอผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ขนาดอนุภาค) [ 12 ] ชุดขนาดเฉลี่ยต่างๆ นี้ประกอบด้วยขนาดมัธยฐานขนาดเฉลี่ยเรขาคณิตและขนาดเฉลี่ยในการเลือกอนุภาคขนาดเล็กเฉพาะ มักใช้ ISO 565 และ ISO 3310-1 ในการเลือกขนาดตาข่าย

อนุภาคคอลลอยด์

ในวิทยาศาสตร์วัสดุและเคมีคอลลอยด์คำว่าอนุภาคคอลลอยด์หมายถึงสสารจำนวนเล็กน้อยที่มีขนาดทั่วไปสำหรับคอลลอยด์และมีขอบเขตเฟสที่ชัดเจน อนุภาคเฟสกระจายตัวมีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่างประมาณ 1 ถึง 1000 นาโนเมตรคอลลอยด์มีลักษณะไม่เป็นเนื้อเดียวกัน มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า และเคลื่อนที่แบบสุ่มเป็นซิกแซกที่เรียกว่าการเคลื่อนที่แบบบราวน์การกระเจิงของแสงโดยอนุภาคคอลลอยด์เรียกว่าปรากฏการณ์ทินดอลล์[ 13 ]

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Particle_size&oldid=1360716429 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ขนาดอนุภาค

ขนาดอนุภาค เป็น แนวคิด ที่นำมาใช้เพื่อเปรียบเทียบ ขนาด ของอนุภาค ของแข็ง ( เช่น เศษผง ) อนุภาค ของเหลว ( เช่น หยดน้ำ ) หรืออนุภาค ก๊าซ (เช่น ฟอง อากาศ )...

การวัด

มีหลายวิธีในการวัดขนาดอนุภาค [ 1 ] และ การกระจายขนาดอนุภาค บางวิธีใช้ แสง บางวิธีใช้ คลื่นอัลตราซาวนด์ [ 2 ] หรือ สนาม ไฟฟ้า หรือ แรงโน้มถ่วง หรือ การเหวี่ยง การใช้ตะแกรงเป็นเทคนิคการวัดทั่วไป อย่างไรก็ตาม...

สูตรสำหรับการกำหนดขนาดของทรงกลม

ขนาดอนุภาคของ วัตถุ ทรงกลม สามารถกำหนดได้อย่างชัดเจนและเป็นเชิงปริมาณโดยใช้ เส้นผ่านศูนย์กลาง อย่างไรก็ตาม วัตถุทั่วไปมักมี รูปร่าง ไม่สม่ำเสมอ และไม่เป็นทรงกลม ดังนั้นคำจำกัดความเชิงปริมาณของ ขนาดอนุภาค ข้างต้น จึงไม่สามารถนำไปใช้กับอนุภาคที่ไม่เป็นทรงกลมได้...

นิพจน์การวัดทางอ้อม

ในบางกรณี ขนาด ( มิติ ความยาว ในนิพจน์) ไม่สามารถหาได้โดยตรง แต่จะคำนวณได้จากฟังก์ชันของมิติและพารามิเตอร์อื่นๆ ดังตัวอย่างกรณีหลักๆ ที่จะแสดงด้านล่าง