使用BeNano 90 Zeta檢測氧化鋁磨料的粒徑和Zeta電位

        納米氧化鋁拋光液用途廣泛,適用于光學鏡頭、單芯光纖連接器、微晶玻璃基板、晶體表面、寶石、玻璃制品、金屬制品、半導體材料、塑料、磁帶、打磨帶等方面的精密拋光。拋光液的穩定性非常重要,如果拋光液中氧化鋁顆粒產生團聚會嚴重的影響拋光效果,甚至產生大量劃痕。而拋光液的穩定性與氧化鋁顆粒的Zeta電位息息相關。

 

 

      在這篇應用報告中,我們使用丹東百特儀器有限公司最新推出的BeNano 90 Zeta納米粒度電位儀檢測了分散在水性環境中的納米氧化鋁的粒徑和Zeta電位信息。

原理和設備

        采用丹東百特儀器有限公司的BeNano 90 Zeta納米粒度電位儀進行測試。儀器使用波長671 nm,功率50 mW激光器作為光源。動態光散射光路收集90°散射光,通過相關計算得到原始相關曲線信號,進而推導出顆粒的布朗運動速度,由斯托克斯愛因斯坦方程得到顆粒的粒徑和粒徑分布信息。電泳光散射光路通過設置在12度角的檢測器進行散射光信號采集,采用PALS相位分析光散射技術,得到電泳遷移率和樣品的Zeta電位信息。

樣品制備和測試條件

        將納米氧化鋁原始高濃漿料稀釋100倍分散在純凈水溶液環境中,攪拌均勻。

        通過BeNano 90 Zeta內置的溫度控制系統將溫度控制為25℃±0.1℃,樣品注入PS粒徑池采用動態光散射進行粒徑池進行粒徑測試。樣品注入毛細管電極,利用電泳光散射進行Zeta電位測試,子測試數量設置為10次。

        每一個樣品在放入樣品池后進行至少三次測試,以檢測結果的重復性和得到結果的標準偏差。

 

測試結果和討論

    粒徑測試

圖1. 動態光散射檢測納米氧化鋁的相關曲線(上)和粒徑分布(下)

 

        通過使用動態光散射技術,得到了納米氧化鋁的粒徑和粒徑分布。其Z-均直徑為100.91 nm,其PD.I為0.034。可以看出光強分布為一個粒徑峰,沒有團聚物峰。PDI值小于0.05說明其顆粒物的粒徑分布為單分散。

    Zeta電位測試

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圖2. 電泳光散射檢測的原始相圖(上)和多次測試的趨勢曲線(下)

 

        通過電泳光散射,得到了納米氧化鋁分散液的Zeta電位信息。圖2中展示了其相圖,相圖斜率代表了散射光由于電泳運動造成的頻率的偏移。可以通過圖中曲線看出,相圖斜率清晰,信噪比良好。

表1.Zeta電位結果

        對于樣品的10次重復性結果列于表1中,可以看到氧化鋁顆粒在當前溶液環境中Zeta電位為負值,說明顆粒表面攜帶負電,其平均值為-37.3±0.92 mV,10次測試結果的重復性較好,說明了整體測試系統的穩定性。數值絕對值已經超過30mV,說明在當前條件下,懸浮液的穩定性很高。而其分布系數為0.034也從側面證明了體系非常穩定,沒有大的團聚物存在。