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国产激光粒度仪和进口激光粒度仪之间的博弈

来源:转载 浏览次数: 日期:2011年1月28日 09:45

   原标题:国内外激光粒度仪之间的博弈

   在工农业生产和研究中,很多原材料和产品都是以粉体的形态存在着的,粉体在生产中占有举足轻重的地位。粉体的粒度分布可以影响到产品的质量和性能,因此,在粉体行业,有效控制与测量粉体的粒度分布,对提高产品质量、降低能源消耗、控制环境污染、保护人类的健康具有重要意义。
  粒度测试仪器是用物理的方法测试固体颗粒的大小和分布的一种仪器,在建筑、涂料、石油、医药、环保、食品等领域有广泛地应用。粒度仪根据测试原理的不同分为沉降式粒度仪、沉降天平、激光粒度仪、光学颗粒计数器、电阻式颗粒计数器、颗粒图像分析仪等。其中,激光粒度仪作为一种以激光作为探测光源的新型粒度测试仪器,因其测试速度快、测试范围宽、重复性和真实性好、操作简便等特点,已经在粉体加工、应用与研究领域得到广泛的应用。
  根据动态光散射原理设计的纳米级颗粒测试技术是一种新技术,近年来获得了快速发展。动态光散射(DLS),有时被称为光子相关光谱(PCS)或准弹性光散射(QELS),主要用来测量纳米材料的粒度分布。动态光散射仪的测量范围主要在亚微米和纳米级,是一种非侵入性的早已享有盛誉的用于测定亚微米尺寸的分子和微粒的粒径的技术,采用最新技术可检测小于1纳米粒径。
    1 马尔文为代表的国际激光粒度仪行业发展概况
  国际市场上的激光粒度仪生产十分活跃,马尔文、贝克曼库尔特、布鲁克海文等公司的商品占据了主要市场,其中,马尔文公司已将动态光散射的测量范围扩展到亚纳米范围。
  马尔文是激光衍射技术最早的倡导者。现在激光衍射技术不仅是实验室使用的Mastersizer粒度仪的基础,它还是专业级Spraytec喷雾粒度测量系统与Insitec系列在线粒度分析仪的核心功能。
    马尔文动态光散射技术在世界范围内领先,其产品有如下优点:在材料的原本环境中进行测定;得到平均粒径只需了解溶液的粘度和折光指数;样品准备简单或无需准备,可以直接测定高浓度的浑浊样品;可进行粒径< 1nm的粒径测定;可进行分子量< 1000Da的分子的粒径测定等。
  今年,英国马尔文仪器经过全面技术革新与系统优化,推出新一代Zetasizer系列纳米粒度。该产品在光路传输系统、信号处理技术和软件设计上应用了突破性的创新科技,融合了新一代PALS M3,NIBS背散射及折叠式毛细管样品池设计等多项专利技术,使其灵敏度、稳定性和检测范围等有了革命性的提高,最大粒径范围为0.3nm~10μm,各种重要测量指标亦达到了无与伦比的高度。被广泛用于纳米材料及生命科学和药物等诸多领域,成为科学研究及质量控制不可或缺的最有效的分析系统。
  为什么马尔文能几十年来一直领跑粒度仪市场?马尔文认为这与听取客户的需求与企业的发展有很大的关系,另外,马尔文对市场需求的准确把握,对客户的严肃认真的态度以及强有力的支持,成就了马尔文如今的市场地位。
    2 我国激光粒度仪的发展现状
    2.1 我国激光粒度仪发展迅猛
  我国粒度测试技术研究工作起步于20世纪70年代,激光粒度仪的研制自20世纪80年代开始。20世纪90年代中期以前,国产粒度测试仪器主要以沉降粒度仪为主,商品化的激光粒度仪还没有投放市场,国内的激光粒度仪全部依赖进口。近年来,我国粒度仪行业发展迅猛,具有自主知识产权的、性能优良的国产粒度仪产品不断问世。天津大学、济南大学、上海理工大学、丹东仪表所等单位先后都做了大量的工作,并在近十年有了明显的突破,如天津大学的双谱面结构、济南微纳的样品池、华南师范大学的折射率测量等。
  国内粒度仪技术研究紧随着世界发展的步伐。当国内的激光粒度仪企业发现“静态光散射理论”测试的有效下限只能达到50纳米,对更小的颗粒无能为力时,开始引入“动态光散射”技术用于纳米颗粒测试。随着我国激光粒度仪技术的不断发展,国内开展动态光散射技术研究的单位日益增多,上海理工大学、浙江大学、北京大学、清华大学、济南大学等许多高校都有学者和研究生投入该项研究。
     目前,我国济南微纳颗粒技术有限公司、珠海欧美克仪器有限公司、丹东市百特仪器有限公司等企业的激光粒度仪在市场上都获得了一致肯定,其中,济南微纳、丹东百特和珠海欧美克的动态光散射激光粒度仪也已投放市场。
     2.2 国内激光粒度仪优秀产品举例
     2.2.1 国内多家企业的激光粒度仪达纳米水平
  我国在光相关粒度仪生产方面成就卓越。例如:成都精新JL-1197型纳米激光粒度仪参照 ISO13320、ISO13321 国际标准、光子相关光谱法原理,全量程Mie 散射测试。可分别同时采用两种方式测试。充分利用两种原理的最佳测量范围,达到测量精度。采用光子相关光谱法测试范围达到1nm~1000nm。珠海欧美克2010年在易赛20的基础上推出了Easizer30型激光粒度仪,完全自动化,操作极其方便,免了人为因素所造成的结果偏差。
2.2.2 济南微纳09年即推出动态光散射纳米粒度仪
  微纳作为中国颗粒测试技术的领导者,自2006年开始,就投入大量人力物力,开展动态纳米技术的重要部件——相关器的研制,在2008年10月,终于成功推出了CR-128数字相关器,其延迟通道为128路,最小分辨时间仅为8纳秒。打破了国外厂家垄断,开启了纳米颗粒测试技术的大门。
  2009年,济南微纳于推出的基于动态光散射原理的纳米粒度仪Winner801,该仪器也是国内首款采用光子相关光谱(PCS)技术的纳米粒度仪。它采用公司自主研制的高速数字相关器和进口的高性能光电倍增管作为核心器件,具有快速、高分辨率、重复及准确等特点,是纳米颗粒粒度测定的首选产品。测试范围达到1~3500nm。
将国内外的产品相比较不难看出,我国激光粒度仪已经基本达到国际先进水平,在新技术动态光散射粒度仪方面,我国企业也接近了国际先进水平,测试范围达到了亚微米、纳米水平,和国际最先进的亚纳米水平仅一步之遥。
    3 我国激光粒度仪行业发展前景展望
  经过短短几十多年的发展,中国不仅实现了粒度仪行业的“从无到有”,更是发展为全球最大的粒度仪器市场,也是增长最快、竞争最激烈的市场。国产产品的技术进步飞速,部分国产产品的主要性能已经达到或接近国外同类产品的先进水平。目前,中国已经能够生产几乎所有类型的粒度测试仪器,与进口粒度仪相比,国产粒度仪在价格和服务上优势明显。但是,在技术性能、质量管理、检测手段、标准化程度等方面还有不小的差距。
  抛开最直观的技术方面的差距不提,我国的生产方式也有不足。国外仪器生产过程已经实现专业化、标准化。国外仪器生产商普遍对部件和组件实行外包生产,对部件和组件供应商实行质量目标管理,整机的生产过程仅是对部件或组件级进行装配,并实行严格的检验测试制度,从而保证了整机质量。国内粒度仪器生产商普遍在器件级进行装配、调试和检测,加上质量管理体系和检测手段不完善,仪器的故障率较高,平均无故障运行时间较短。
  但是,我们欣喜地看到,我国粒度仪行业的发展前景十分可观。目前国内四大品牌:济南微纳、珠海欧美克、丹东百特和成都精新在国内市场上已经占据了80%份额,这就是市场对国产粒度仪器最大的肯定。
  值得一提的是,我国粒度仪发展占据着得天独厚的优势。首先,国产粒度仪背靠中国这个最具活力的需求市场,企业可把握市场发展脉搏,且市场相对稳定,是企业发展的强大后盾。其次,我国有着强大的研发队伍和创新意识强烈的生产企业,可不断地完善自身的技术等方面的不足。第三,目前,进口粒度测试仪器在中国建立了众多的营销和服务机构,这为我国与国际先进粒度仪生产厂商之间的技术等方面的交流提供了便利。
  在国际粒度仪发展的竞技场上,不能期待对手会停下脚步,只有自己加速向前,才能占得先机。我们相信,今后中国粒度测试产业将会在技术、性能、质量、服务等方面不断提高,粒度仪器市场会健康稳定地发展,而国产激光粒度仪的时代即将到来。

    摘录(略)

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