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雷射繞射 (LD)

奈米級乃至毫米級的顆粒皆可因應。

雷射繞射廣泛用於粒徑分析的各項技術,適用於數百奈米乃至數百毫米的材料。其廣受採用的主要原因是:

  • 動態量測範圍大 - 因應範圍從次微米乃至毫米等級。
  • 測量快速 - 一分鐘內即可產生結果。
  • 可重複 - 每次測量採樣大量的粒子。
  • 立即回饋 - 監測與控制粒子分散過程。
  • 高樣本處理量 - 每天可進行數百次測量。
  • 無需校準 - 使用標準參考物質便能輕鬆驗證。
  • 技術經充份驗證,列入 ISO13320 (2020)。

基於這些原因,雷射繞射在許多產業領域中成為標準粒徑分析技術,和篩選分析等較為傳統的粒徑分析技術相比,操作更加快速、簡便,且具有更佳解析度。

雷射衍射原理

雷射繞射是透過測量雷射光束通過分散顆粒樣品時之散射光強度的角變化來測量 粒徑分佈。 

一般來說,相對於雷射光源方向,大顆粒會在小角度產生散射光訊號,而小顆粒則會在大角度產生散射光訊號,藉由量測不同角度的散射光強度數據,並運用 Mie 散射理論分析測量出的散射圖譜,就可以計算出樣品的粒徑和粒徑分佈, 

其中粒徑是以體積等效球體直徑來表示。

光學特性

雷射繞射使用 Mie 光散射理論,以等體積球模型作為基本假定,來計算粒徑分佈。

若要使用 Mie 理論,必須先掌握所測量樣品的光學性質 (折射率和虛數部分),以及分散劑的折射率。一般而言,分散劑的光學性質在已發表的資料中即可找到,相對容易取得,且許多現代儀器會將常見分散劑的相關數據納入其內建的資料庫。若樣品的光學性質未明瞭,使用者可以測量這些樣品,或者根據模擬資料與實際收集到的樣品資料之間的擬合度來進行疊代式估算。

一種簡單的方法是使用 Fraunhofer 近似法,此方法無需掌握樣品的光學性質即可使用。此方法可用以針對大顆粒取得精確的結果。但是,若樣本顆粒小於 50µm,或顆粒相對透明,使用時必須格外留意。

Mastersizer 系列

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Insitec 系列

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技術類型
激光衍射
分散类型
干法
喷雾
湿法
粒度范围 0.01µm - 3500µm 0.1µm - 2000µm 0.1µm - 2500µm