Átlagos szemcseméret

Az átlagos szemcseméret a kompakt nanoanyagok és nanoporok jellemzője, amely  meghatározza azok tulajdonságait és terjedelmét.

Leírás

A nanoanyagokban és nanoporokban lévő szemcsék vagy részecskék átlagos méretét leggyakrabban elektronmikroszkóppal és röntgendiffrakcióval határozzák meg . Ugyanakkor az elektronmikroszkópia az egyetlen olyan technika, amely lehetővé teszi a részecskék vagy szemcsék méretének közvetlen mérését. Minden egyéb módszer: röntgendiffrakció, ülepítés , fotonkorrelációs spektroszkópia , ultracentrifugálás , gázadszorpció , gázszűrés stb., közvetett. Minden módszernek vannak korlátai az alkalmazhatóságban, és egyik sem nevezhető univerzálisnak. Tehát az elektronmikroszkópia egy helyi módszer, és csak közvetlenül a megfigyelési területen ad információt a részecskék vagy szemcsék méretéről, ezért a vizsgált anyag vagy anyag területének reprezentatívnak és az egész anyagra jellemzőnek kell lennie. A gyakorlatban a mért méretek tartománya egy nanométertől több tíz mikronig terjed .

Az indirekt módszerek közül a leginformatívabb a röntgenfotonok diffrakciójának tanulmányozása , amely lehetővé teszi a szemcsék méretének átlagát az anyag térfogatára vonatkoztatva – koherens szórási régiók. A diffrakciós csúcsok kiszélesedéséből számított átlagos méret ennél a technikánál 3-150 nm tartományban van. A módszer alkalmazását nehezíti, hogy a diffrakciós csúcsok kiszélesedését nemcsak kisméretű (150 nm-nél kisebb) részecskék vagy szemcsék okozhatják, hanem a kristályrács deformációs torzulása és az anyagösszetétel inhomogenitása is. hangereje fölött. Ezért a röntgendiffrakciós adatok értelmezésekor a méret, az alakváltozás és az inhomogén kiszélesedés hozzájárulását el kell különíteni a kísérletileg megfigyelt értékhez, és csak a méretszélesítést kell használni az átlagos szemcseméret becsléséhez. A diffrakcióval meghatározott részecskeméret jellemzően körülbelül 15-20%-kal kisebb, mint az elektronmikroszkóppal meghatározott.

Az ülepítés, a fotonkorrelációs spektroszkópia, az ultracentrifugálás, a gázadszorpció és a gázszűrés csak porokra alkalmazható, eredményeik nagymértékben függenek a nanorészecskék agglomerációs fokától. A fotonkorrelációs spektroszkópia lehetővé teszi a részecskeméret meghatározását a 3 nm és 3 µm közötti tartományban. Az ülepítési módszerrel 50 nm-nél nagyobb részecskék is vizsgálhatók. A gázadszorpciós és gázszűrési technikákban az átlagos részecskeméretet a por fajlagos felületéből becsülik. A gázadszorpció és a gázszűrés alkalmas a 15 nm-nél nagyobb, illetve a 100 nm-nél nagyobb átlagos részecskeméretű porok fajlagos felületének mérésére.

Források

Linkek