在納米粒度分析領域，動態光散射（DLS）技術因其對均勻穩定樣品具有卓越的檢測能力而被廣泛應用，其理想檢測范圍通常介于幾納米到亞微米之間。然而，當面對具有沉降特性的大顆粒樣品時，DLS技術的局限性便顯現出來。正是為了突破這一技術瓶頸，百特儀器研發的BeNano 180 Zeta Max納米粒度及Zeta電位分析儀創新性地引入了沉降法檢測模塊，成功將檢測范圍拓展至微米級別。

技術原理突破

BeNano 180 Zeta Max的核心創新在于其在光路系統的0°角位置設置了高精度PD檢測器。該設計通過實時監測樣品透射光強度的動態變化，結合經典的斯托克斯沉降定律，建立起了一套完整的沉降法粒度檢測方案。該方法的核心方程如下：

沉降速率 = (2r2(ρ_p - ρ_f)g) / (9η)

其中關鍵參數包括實驗溫度下分散介質的折射率、密度和粘度，以及顆粒物本身的折射率和密度。這些參數的精確獲取是保證測試結果準確性的基礎。

實驗設計與方法

本研究以硅酸鋯鋯粉末為分析對象，采用多儀器聯用的綜合檢測方案：

• 使用BetterPyc 380多功能真密度儀精確測定樣品密度

• 通過BeNano 180 Zeta Max進行沉降法粒度分析

• 采用Bettersize 2600激光粒度分析儀進行對比驗證

結果與討論

沉降法檢測數據顯示出優異的重復性，三次獨立測試的D50值相對標準偏差控制在5%以內，證明了該方法具有良好的實驗重現性。從粒度分布曲線可以看出，沉降法所得結果與激光粒度儀檢測數據具有高度一致性，兩種方法相互驗證了結果的可靠性。

表1 沉降法三次重復測試關鍵參數對比

技術優勢與應用前景

BeNano 180 Zeta Max采用的沉降法檢測技術，有效彌補了傳統動態光散射技術在大顆粒檢測方面的不足。其檢測范圍可覆蓋1-100微米，特別適用于具有沉降特性的顆粒體系分析。該方法不僅適用于硅酸鋯鋯等陶瓷材料，在金屬粉末、藥物顆粒、礦物填料等領域的粒度分析中同樣具有廣闊的應用前景。

結論

本研究通過系統的實驗驗證表明，BeNano 180 Zeta Max納米粒度儀集成的沉降法檢測模塊，能夠提供準確、可靠的粒度分析結果。該方法與激光粒度法形成良好的互補關系，為寬分布顆粒體系的全面表征提供了新的技術手段，體現了百特儀器在粒度分析領域的技術創新實力。