Genomsnittlig kornstorlek

Genomsnittlig kornstorlek ( partikelstorlek) är en  egenskap hos kompakta nanomaterial och nanopulver som bestämmer detaljerna för deras egenskaper och omfattning.

Beskrivning

Den genomsnittliga storleken på korn eller partiklar i nanomaterial och nanopulver bestäms oftast med hjälp av elektronmikroskopi och röntgendiffraktion . Samtidigt är elektronmikroskopi den enda tekniken som gör det möjligt att mäta storleken på partiklar eller korn direkt. Alla andra metoder: röntgendiffraktion, sedimentering , fotonkorrelationsspektroskopi , ultracentrifugering , gasadsorption , gasfiltreringetc. är indirekta. Alla metoder har begränsningar i tillämpbarhet och ingen av dem kan kallas universell. Så, elektronmikroskopi är en lokal metod och ger information om storleken på partiklar eller korn endast direkt i observationsfältet, så området för ämnet eller materialet som studeras måste vara representativt och karakteristiskt för hela ämnet. I praktiken är intervallet för uppmätta storlekar från en nanometer till tiotals mikron .

Bland de indirekta metoderna är den mest informativa studien av diffraktionen av röntgenfotoner, vilket gör det möjligt att bestämma storleken på korn i medeltal över volymen av ett ämne - områden med koherent spridning. Den genomsnittliga storleken beräknad från breddningen av diffraktionstopparna ligger för denna teknik i intervallet 3–150 nm. Tillämpningen av metoden kompliceras av det faktum att breddningen av diffraktionstoppar inte bara kan orsakas av små partiklar (mindre än 150 nm i storlek) eller korn, utan också av deformationsförvrängningar av kristallgittret och inhomogenitet hos ämnessammansättningen över dess volym. När man tolkar röntgendiffraktionsdata är det därför nödvändigt att separera bidragen från storlek, deformation och inhomogen breddning i det experimentellt observerade värdet och endast använda storleksbreddning för att uppskatta den genomsnittliga kornstorleken. Partikelstorleken som bestäms genom diffraktion är vanligtvis cirka 15–20 % mindre än den som bestäms med elektronmikroskopi.

Sedimentering, fotonkorrelationsspektroskopi, ultracentrifugering, gasadsorption och gasfiltrering är endast tillämpliga på pulver, och deras resultat är starkt beroende av graden av agglomerering av nanopartiklar. Fotonkorrelationsspektroskopi gör det möjligt att bestämma partikelstorleken i intervallet från 3 nm till 3 µm. Sedimentationsmetoden kan användas för att studera partiklar större än 50 nm. I gasadsorptions- och gasfiltreringstekniker uppskattas den genomsnittliga partikelstorleken från pulvrets specifika yta . Gasadsorption och gasfiltrering är tillämpliga för att mäta den specifika ytan av pulver med en genomsnittlig partikelstorlek på mer än 15 nm respektive mer än 100 nm.

Källor

Länkar