全系列粒徑分析儀、雷射粒度儀

粒徑分析儀

粒徑分析儀是用來分析材料微粒尺寸的專用儀器，將測量的統計結果，以D10, D50, D90三種分佈尺寸呈現，並以跨度 (Span) 來表示微粒尺寸的一致程度。市面上有各種基於不同粒徑分析儀原理技術，所發展出來的粒徑分析儀，這些不同種類的基礎技術方法，所適用的場合條件不盡相同，分析的極限、精密度也不盡相同。當然，不同技術背後牽涉的複雜性，也會反映在儀器的成本價格上。因此，根據測量目標材料的尺寸與其特性，來選擇一部合適的粒徑分析儀，是材料研究非常重要的先決條件。

其中，雷射繞射法所涵蓋的範圍最廣，也是目前市面上最普遍的粒徑測量技術，機型齊全，品牌眾多，根據功能與自動化程度，價格差異也頗大。

粒徑分析

粒徑分析是材料研究分析，或材料品管上，所不可或缺的步驟。因為材料顆粒的粒徑大小，往往會顯著影響材料的穩定性、外觀、流動性、 以及化學反應特性。在許多應用場合，材料的尺寸、型態，對於材料的特性有著密不可分的關係。勢動科技為您引進推薦基於成熟技術所設計的粒徑分析儀器，不同的規格選擇，讓您更有效運用有限預算，達成最高效率的研究、品管需求。

如何挑選主流粒徑分析儀

一般在10nm 以上的材料微粒尺寸，多半會選擇雷射繞射法的粒徑分析儀來測量，並根據材料的特性，分為濕式量測與乾式量測兩種主流方法。兩者的差異，主要在於分散樣品的方式，以分散的均勻程度來說，溼式法更為理想，但有些樣品在溶劑中會溶解或懸浮，只能選用乾式粒徑儀。

溼式粒徑儀

溼式分散的原理，是利用液態流體（一般是純水）與超音波震盪，將樣品在液體中均勻分散、用溼式粒徑儀的雷射檢測分析。一般來說，若是樣品不容易被溶解，且不會在液態中團聚、懸浮，那麼溼式雷射粒徑儀將是首選。

乾式粒徑儀

乾式分散的原理，是利用加壓空氣吹散樣品。乾式粒徑儀的均勻度沒有溼式分散好，但針對一些能溶解於液態中的微粒材質，比如藥粉會被水溶解，水泥粉末在超音波震盪的過程也容易破碎。諸如此類的樣品，乾式雷射粒徑儀則是必要的選擇。

電子影像輔助 

此外，高階的雷射粒徑分析儀，多半會佐以「型態攝影法」來輔助，以高倍率顯微鏡或SEM電子顯微鏡，實際觀察微粒的外型、尺寸，並對測量結果予以適當的比例調整。市面上也有純粹電子影像的粒徑分析儀，但這類粒徑分析儀受限於視野FOV過小的限制，只能獲得片面的結果，若要全面了解某一個樣品的特性，需要大量的影像與分析時間，比較適合學術研究或先期產品開發階段。

奈米級微量分析

小於 10nm 的超小微粒量測，則可以考慮採用「動態光散射法」或「泰勒離散分析法」。這類的粒徑分析儀，不採用大範圍的超音波分散方法，而是提取微量的樣品到特定空間進行量測，微量珍貴的奈米級樣品，更適合這類的粒徑分析儀。

專業粒徑分析儀代理

您正在尋找一部合用的粒徑分析儀嗎？勢動科技為您引進多種功能，高性價比的全自動雷射粒徑分析儀，乾式/溼式法各種機型，若您想了解更多有關於這些雷射粒徑分析儀的細節，或者不知道要如何挑選一部合適的粒徑分析儀，請瀏覽粒徑分析儀產品網頁，或聯絡勢動科技，我們將有專人為您服務！或回覆您委測需求。

Bettersizer ST 基礎品管檢測	Bettersizer S2 研發級溼式測量	Bettersizer 2600 乾溼兩用檢測

深入理解各種粒徑分析方法

以下列出各種粒徑量測技術簡介，以及該技術所適用的粒徑尺寸範圍，由大至小排列。

粒徑分析方法以及適用的微粒尺寸：

型態攝影法 (Morphological Imaging) 粒徑分析

型態攝影法粒徑分析的原理

利用顯微鏡與高速攝影機捕捉微粒外型，透過測量微粒固體的長、寬、外觀型態、圓形度、凸度，組合評估，來計算更趨近於實際狀況的等效球體統計。

型態攝影法粒徑分析應用實例

比方說，我想要進一步了解微粒的紋理粗細，表面是亮是暗，就可以觀看高速攝影機所捕捉的微粒影像，以佐證雷射光學實測的結果。

型態攝影法粒徑分析優點

型態攝影法可看到微粒粉末的實際外觀，對於其他分析方法無法得知的樣品型態，邊緣粗糙度、長寬比例，等等這些樣貌，型態攝影法可一覽無遺。從SEM電子顯微影像中，可以觀察到現實中的粉末微粒，都不是完美的球狀。

型態攝影法粒徑分析缺點

對於差異大、形狀不規則的微粒，無法以巨觀的角度統計結果，而且外型多樣的粉末微粒，無法輕易用軟體統計出合理的樣品粒徑分佈。尤其高倍率的SEM電子顯微鏡，僅能片面觀察很小的可視範圍，若要客觀分析樣品，需要大量時間移動可視範圍採集足夠多更大面積的影像，才能獲得客觀的結果，對於顆粒大小不均程度高的樣品，或者需要大量、高效率粒徑分析的品管場合，建議採用其他的粒徑分析方法。

顯微成像的水泥粉末的實際樣貌，層層交疊且型態複雜

輔以型態攝影法的 S3 Plus 雷射粒徑分析儀

可以參考這部結合雷射繞射法與型態攝影法、功能最強的高階粒徑分析儀，「S3 Plus 頂級顯微雷射粒徑儀」。

空間濾波測速法 (Spatial Filter Velocimetry) 粒徑分析

空間濾波測速法的粒徑分析原理

讓微粒垂直通過橫向的雷射光束，然後在雷射光束軸向一端，放置線性光纖陣列光電感測器，來感測微粒的陰影移動，利用空間濾波器原理，獲得微粒的移動速度。

另外，利用施以一固定頻率的脈衝信號混合量測，便可以同時測出微粒的移動時間。有了微粒的移動速度跟經過時間，便能還原估算出微粒的弦長 (沿著移動方向的微粒長度)。

★雷射繞射法 (Laser Diffraction) 粒徑儀

雷射繞射粒徑分析法的原理

這是一種從巨觀角度，來統計一群微粒平均粒徑的方法，而不是實際去測量一顆顆微粉的尺度。根據米氏散射(Mie Scattering) 原理，當雷射光照射在不同尺寸的微粒上，會造成光波的波前產生不同的繞射結果。其原理就像水中的漣漪，碰到前方阻礙前進的石頭時，漣漪會分開型成兩個方向的漣漪，之後又會交疊形成更複雜的干涉波紋。當微粒的半徑接近或大於雷射的波長，大部分的光線會沿著行進方向前進，雷射光斑圖樣，看起來聚焦的程度越高。反之，照射在顆粒比較小的微粒，則會有更多的散射，雷射光斑的圖樣，看起來更分散模糊，一圈圈的繞射更分散。

網路上有些文章提到，雷射繞射法需要透明度高的樣品微粒，這種說法實屬誤謬、缺乏專業。透明度高的樣品微粒，反而需要考慮樣品的折射率，在軟體中預先輸入即可。對於透明度高的樣品，採用型態攝影法，一樣會遇到照明方式選擇(環形光、漫射光) 產生判讀失真的問題。

不同尺寸顆粒的雷射光斑投影

雷射繞射法粒徑分析的應用實例

利用數十個光偵測器，覆蓋雷射散射光約莫170度的角度範圍，來測量散射光的角度與強度，甚至圖樣。並將數據轉換為粒度分布圖。根據 ISO13320 的規範，以分部百分數的 D10，D50，D90 作為描述數值的規範，將結果顯示在「粒徑分佈曲線圖」。目前雷射繞射法是使用最廣泛的粒徑分析法，勢動科技提供多種型號的雷射粒徑分析儀推薦給您。

乾式、溼式快速切換，自動校正

共振質量法 (Resonant Mass Measurement) 粒徑分析

共振質量粒徑分析方法的原理

跟原子力顯微鏡的設計有異曲同工之妙，共振質量法同樣是用微機電感測器 (MEMS)，只是把懸臂上的探針改成微流體通道。當不同尺度的微粒組合，通過微流體通道，會對懸臂產生浮力，並在懸臂上產生共振頻率信號，透過雷射光來量測懸臂的共振頻率，便能得到微粒的質量，並換算為尺寸。

帶電粒子適合共振質量法

這種方法的優點特色，是可以測量帶正電或負電的樣品顆粒，比方說，區分出生物製劑中的蛋白質聚集體。

奈米粒子追蹤分析法 (Nanoparticle Tracking Analysis) 粒徑分析

奈米粒子追蹤粒徑分析的原理

這是一種基於顯微視訊影像技術的方法，以雷射光作為顯微鏡的光源，並以高速攝影機，追蹤視野範圍內，一顆顆微粉的位移狀況。根據 斯托克斯-愛因斯坦 動力學定律，小顆粒會比大顆粒移動的快。從微粒的遷移率與介質黏度，套進「斯托克斯-愛因斯坦」方程式，便能得到微粒的半徑。這個方法常見於生醫方面的粒徑量測。

動態光散射法 (Dynamic Light Scattering) 粒徑分析

動態光散射粒徑分析原理

一樣是基於 斯托克斯-愛因斯坦 動力學定律所設計的粒徑分析方法，實驗過程中，溶液中的微粒並不會完全靜止，而是不斷進行著布朗運動。

動態光散射法 DLS，跟雷射偏振法的測量原理不一樣。它是利用雷射光照射在微粒分子上，讓分子中的電子產生振盪偏振，並因此成為二次光源產生散射光，散射光相對於入射光束呈 90° 角完全平面偏振，而且散射光的強度，跟微粒的直徑與偏振度成正比。透過測量計算散射光的強度，可獲得微粒的擴散係數。套入斯托克斯-愛因斯坦方程式，便能計算出微粒的半徑。

動態光散射粒徑分析的實際測量

然而，實際的測量，會比上述原理要複雜得多。因為當入射光束照射微粒時，溶液中的所有分子都會有散射光。這些散射光的相互作用下，將產生不同程度的相長干涉和相消干涉，而且相消干涉更為常見。這些相互作用的結果，是整體溶液散射發生波動，並且其強度（每個分子）通常遠小於理論上由單一分子產生的散射強度。因此，DLS 以光散射與時間相關的方式，測量散射強度的這些波動，並經過複雜分析，獲得微粒尺寸的分析資料。

動態光散射法的相關粒徑分析應用

動態光散射法，是目前常見用來測量 <1um 的奈米微粒，目前的技術，精密度能測量小於 10nm 的奈米微粒。

勢動科技為您引進最先進基於動態光散射法的粒徑分佈儀產品。欲了解更多細節，請瀏覽 動態光散射粒徑分析儀產品網頁。

泰勒離散分析法 (Taylor Dispersion Analysis) 粒徑分析

泰勒離散粒徑分析法的原理

這個方法，是將微粒樣品溶液注入微毛細管中，樣品會沿著毛細管擴散運動。在毛細管的一側，連續測量毛細管橫截面，樣品通過截面時的紫外光吸光值，便能獲得吸收值對 時間的動態曲線圖，也稱為泰勒圖 (Taylorgram)。這個圖會呈現鐘型曲線，代表微粒通過該截面的位置的濃度變化。分析泰勒圖的鐘形曲線寬度，便一樣能得到動力學原理的擴散係數。最後一樣透過斯 托克斯-愛因斯坦方程式，便能獲得微粒的半徑。

泰勒離散分析法的應用

泰勒離散分析是目前能夠偵測最小粒徑的技術，可以測定 <1nm 的微粒，目前被應用在生醫上的粒徑量測，如賦形劑、藥物載體的粒徑分佈儀。

粒徑分析儀如何應用在相關產業？

粒度分析可獲得微粒尺寸分佈的資訊，測量結果可用於計算微粒的不同屬性，以及它們在特定條件下的行為。這些資訊，對於工業製程上，實現不同的目標至關重要。

石化工業

在化學反應過程中，固體顆粒的表面積對於決定化學反應的速率很重要。比方說，碳氫化合物燃料的生產，涉及將CO和H2轉化為碳氫化合物，也稱為費託製程 (Fischer–Tropsch process) 。該製程使用鈷作為反應的催化劑，其表面積從200奈米減少到9奈米，將大大提高碳氫化合物的產出。

製藥業

小顆粒代謝更快

顆粒大小會影響物質溶解的速度。製藥業在設計藥物時會使用這些信息。水溶性藥物如果粒徑較小，溶解速度也會更快。

藥物設計

口服或鼻腔藥必須能夠穿透肺部，製藥公司在設計此類藥物時必須考慮顆粒大小。

藥物輸送

藥物的粒徑會影響擴散速率、免疫反應和藥物的攝取、遞送。因此，粒徑資訊至關重要。

建材工業

較大的顆粒比小的顆粒堆積更差，可以透過減少顆粒尺寸來提高填充密度，但這也會減少空隙率。粒徑分佈影響水泥漿體中，水泥顆粒的堆積密度、水化速率和水化量。分析水泥的粒徑，可以製作出最恰當的建材。

水處理業

懸浮液中的顆粒，從流體中沉降出來，通常會在流體下方。而沉降速率，取決於顆粒的大小。在水淨化過程中，懸浮在水中的固體會透過沉澱物被去除。如何能夠更有效率的處理，也是粒徑研究的範疇。

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