激光衍射法测量 磁性液体粒度段 培 松4磁性液体简介1235激光衍射法简介实 验 仪 器实实 验验 步 骤骤实 验 结 果磁性液体简介磁性液体(Magnetic liquid)又称磁流体(Magnetic fluid)、磁 性流体或铁铁磁流体(Ferromagnetic fluid)。顾顾名思义义，它是 一种液态态的磁性材料。既具有固体的磁性又具有液体的流动动 性。它是由粒径为纳为纳 米尺寸(几个到几十个纳纳米)的磁性颗颗粒 ，依靠界面活性剂剂的帮助，均匀分散，悬悬浮在载载液(基液加 界面活性剂剂)中构成的一种固液两相的胶体混合物，这这种材 料即使在重力、离心力、电电磁力作用下也不会发发生固液分离 ，是一种典型的纳纳米复合材料。该该流体在静态时态时 无磁性吸引 力，当外加磁场场作用时时才表现现出磁性，正因如此，它才在实实 际际中有着广泛的应应用，在理论论上具有很高的学术术价值值。 磁性液体的应应用基础础是它可以被控制、定位、定 向移动动，即通过过控制它的流变变性，调节调节 它在使用 中的磁力强度、流动动方向、磁性材料颗颗粒的聚集 形式和浓浓度，从而改善一些领领域内现现有产产品结结 构、制造工艺艺和性能。主要应应用于化工、机械、 仪仪表、环环保、医疗疗、导导航、定位、密封等领领域。 磁性液体作为为一种纳纳米材料，粒度大小是其性能 的关键键。纳纳米颗颗粒常用的方法有透射电镜观电镜观 察法 （TEM），X射线线衍射线线宽线线宽 法，比表面积积法，X 射线线小角度衍射法，激光衍射法等，本文主要讲讲 述激光衍射法。磁性液体简介激光衍射法简介激光衍射法又称小角度激光光散射法， 应应用了完全的米氏 散射理论论 ，颗颗粒在激光束的照射下其散射光的角度与颗颗粒的直 径成反比关系 ，而散射光强随角度的增加呈对对数规规律衰减 仪仪器 的工作原理如图图 所示。激光衍射法简介由He- Ne 激光器发射出的一束一定波长的激光 ,该光束通过滤镜后成为单一的平行光束, 照射到颗粒样品后发生散射现象,散射光的角度与颗粒的直径成反比关系 。散射光经傅立叶或反傅立叶透镜后成像在排列有多个检测器的焦平面上 ，散射光的能量分布与颗粒直径的分布直接相关 ，通过接受和测量散射光的能量分布就可以得出颗粒的粒度分布特征。激光衍射法简介衍射光强度I（）与颗颗粒粒径有如下关系其中 是散射角度;R 是颗颗粒半径;I （） 是 以 角散射的光强度;n(R)是颗颗粒的粒径分布函 数;K= 2/, 为为激光的波长长;J 1为为第一型的贝贝 叶斯函数。 根据所测测得的I （） 可反求颗颗粒粒 径分布n(R)。激光粒度分析是在假定所测颗测颗 粒 为为球体的前提下进进行。实验仪器Mastersizer 2000 激光粒径仪仪的检检 测测系统统采用三维维立体非均匀交叉排列的 大面积积扇形检测检测 器阵阵列，检测检测 角度最大 可达150。采用波长为长为 633nm 的氦氖氖 激光器作为为光源，使用波长长更短的蓝蓝光 激光作为辅为辅 助光源来提高小颗颗粒粒径检检 测测的准确性和灵敏度。具有无须须使用标标 准物校准器、动态动态 范围宽围宽 、测测量迅速、 数据重现现度高、可以直接获获得粒径的体 积积分布等优优点实验仪器仪仪器主要优优点：1 高能量高稳稳定性的激光光源2 宽宽广的测测量范围围3 高速的数据采集分析和高度的智能化操作4 灵活多样样的附件和配置实验步骤制备备磁性液体颗颗粒实验实验 步骤骤如下图图所 示实验步骤 样样品准备备样样品应应充分混合均匀，测测量前样样品应应充分混合 仪仪器准备备打开仪仪器，预热预热 10-15分钟钟 样样品测试测试设设置参数，遮光率到适当值值，对样对样 品进进行测试测试 处处理数据实验结果实验实验 制备备的磁性Fe3O4颗颗粒粒度分布实验结果粒度大小测测量结结果可以看出，制备备的样样品达到了纳纳米级级，且磁 性颗颗粒表面包覆上了活性剂剂 ，厚度在20nm左右。谢谢！