动态光散射纳米粒度测试系统的研制

【摘要】： 传统抛光利用沥青作为抛光盘,上面不断添加氧化铈或氧化铁抛光粉,依靠抛光盘和抛光工件的相对运动进行抛光。抛光粉作用于抛光玻璃表面,其粒度大小及分布特性是影响磨削能力和抛光后玻璃表面粗糙度的重要因素之一。粒度分布要小而均匀,才能保证抛光质量。本文针对纳米量级抛光粉粒度检测问题,研制出一套实用性强、小型化的实验系统用来检测纳米量级颗粒粒径分布。 本文的主要工作有以下几点: 1,介绍了几种具有代表性的纳米粒子检测方法,就其应用领域和测量范围比较了各自的优缺点,重点介绍了动态光散射技术。动态光散射技术(DLS)是测量纳米颗粒粒度的有效方法,也称光子自相关光谱法(PCS)、准弹性光散射法或光强涨落光谱法。 2,对动态光散射的实验方法以及反演算法做了较为深入的研究工作,根据动态光散射原理进行了实验方案的设计,建立了动态光散射纳米粒度测试装置,测得光强涨落曲线,进行了自相关运算;从实验曲线出发,用指数函数对曲线进行拟合,得到衰减时间;进而获得表征悬浮液中粒子运动的重要参数—扩散系数D_T,最后得到颗粒的平均粒度值为20纳米,与扫描电镜测试结果相吻合,验证了实验系统的可靠性。 3,基于光强自相关曲线,通过分析比较几种常用的最优化方法,本论文采用了格雷码编码的遗传算法反演颗粒粒度分布的权重,算法的优化效率较高,自相关函数的拟合误差在100代时就小于10~(-3)。为今后研究抛光粉参量特性对抛光质量的影响打下了基础。