L'analyse granulométrique permet de visualiser et de mesurer la distribution granulométrique lorsque chaque particule a une forme et un volume spécifiques, certaines tailles et formes étant optimales pour un procédé spécifique. L'analyse granulométrique est donc une procédure standard dans de nombreux laboratoires de contrôle de la qualité et de recherche afin d'assurer la meilleure qualité de produit final.
Les méthodes les plus courantes utilisées aujourd'hui pour déterminer la granulométrie sont l'analyse dynamique d'image (DIA), l'analyse statique d'image, la diffusion statique de la lumière laser (SLS, aussi appelée diffraction laser), la diffusion dynamique de la lumière (DLS) et le tamisage.
Répondant aux exigences de l'industrie, l'analyse granulométrique a rapidement évolué ces dernières années, passant du broyage, au tamisage et à d'autres techniques de traitement des matériaux pour accélérer le processus de caractérisation des particules tout en garantissant une précision complète à chaque fois. Aujourd'hui, trois méthodes différentes de granulométrie sont couramment appliquées dans les laboratoires et les organisations du monde entier.
Microtrac fabrique et fournit des instruments de haute qualité et abordables pour l'un des cinq procédés couramment utilisés – analyse dynamique et statique d'image, diffraction laser, DLS et tamisage (via notre société soeur Retsch).
Pour les particules dont la taille varie de 0,8 μm à 135 mm, Analyse dynamique des images (DIA) offre une alternative de haute qualité à l'analyse granulométrique par tamisage ou diffraction laser.
Les solutions DIA modernes (conformes à la norme ISO 13322-2) telles que la gamme CAMSIZER de Microtrac sont capables d'analyser des centaines d'images par seconde en temps réel. Ces instruments peuvent donc détecter et caractériser des millions de particules individuelles en quelques minutes seulement.
La gamme CAMSIZER de Microtrac utilise un système de double caméra haute résolution et haute vitesse doté chacun d'une source lumineuse stroboscopique à LED ultra-lumineuse et de temps d'exposition courts pour capturer des centaines d'images par seconde (dépendant de l'appareil). L'une des deux caméras numériques est optimisée pour analyser les petites particules en haute résolution (caméra ZOOM) tandis que l'autre est utilisée pour détecter les grosses particules à grand champ de vision (caméra BASIC). Un logiciel puissant convivial analyse la taille et la forme de chaque particule en calculant les courbes de distribution respectives.
La principale force de l'analyse dynamique des images est la capacité de mesurer la largeur, le diamètre équivalent cercle et la longueur de n'importe quelle particule et de fournir une distribution de taille en fonction du paramètre respectif. De plus, la forme des particules est caractérisée sur la base de différents descripteurs de forme, notamment le rapport d'aspect, la circularité, la symétrie, la convexité et la rondeur.
Les solutions de Microtrac qui utilisent le DIA pour analyser la taille des particules ont été mises sur le marché pour la première fois il y a plus de deux décennies par Retsch Technology, qui est maintenant connue sous le nom de Microtrac. Dans l'intervalle, la technologie a été constamment améliorée et la gamme comprend aujourd'hui des modèles visant l'analyse
Microtrac propose désormais une analyse d'image statique sèche et humide via sa solution CAMSIZER M1 capable de déterminer la taille et la forme des particules dans une plage de mesure comprise entre 0,5 μm et 1500 μm. L'échantillon statique permet une excellente qualité d'image avec des détails riches grâce à la caméra haute résolution.
La diffusion laser statique de la lumière (SLS) est plus communément appelée Laser Diffraction (LD) et est de temps à autre désignée sous le nom de diffractométrie laser, diffraction de Fraunhofer ou Mie Scattering
Lors de l'interaction de la lumière laser avec les particules, la diffraction, la réfraction, la réflexion et l'absorption donnent lieu à des diagrammes de diffusion de la lumière caractéristiques de la taille des particules. Il s'agit donc d'une méthode indirecte qui calcule les distributions granulométriques à partir des diagrammes de lumière dispersée superposés causés par tout un collectif de particules dont on devrait connaître les caractéristiques optiques du matériau (indice de réfraction) pour obtenir des résultats fiables.
L'utilisation de la diffraction laser (LD) pour la mesure granulométrique a été adoptée rapidement pour le contrôle de la qualité dans les domaines de la recherche et de l'industrie grâce à la facilité d'utilisation et à la polyvalence de la technique. Elle est maintenant la norme de fait pour beaucoup de ceux qui ont besoin d'une analyse granulométrique.
Comme elle repose sur un faisceau laser éclairant un échantillon bien dispersé, la distribution granulométrique est calculée à partir du diagramme de lumière dispersée qui en résulte. On suppose que toutes les particules sont sphériques, de sorte que la détermination des paramètres de forme des particules n'est pas possible.
Un logiciel puissant et une détection extrêmement précise des signaux lumineux ont donné un avantage concurrentiel aux entreprises de transformation des matériaux dans des secteurs tels que la chimie, l'alimentation, les engrais et les produits pharmaceutiques. Ils ont pu augmenter considérablement
La diffusion dynamique de la lumière (DLS) détermine le mouvement brownien des particules submicrométriques dans une suspension. Le taux de diffusion est directement lié à la taille des particules et peut être déterminé avec l'équation de Stokes-Einstein, qui considère également la température et la viscosité du fluide porteur.
Le mouvement des particules provoque des fluctuations d'intensité dans la lumière diffusée. La détection et l'évaluation de ce signal par transformation de Fourier permettent une mesure fiable de la taille des particules.
Cette méthode est particulièrement adaptée à l'analyse granulométrique des nanomatériaux. Microtrac utilise une technologie de sonde unique pour la mesure DLS, qui se caractérise par une grande flexibilité et une excellente résistance du signal.
Le tamisage (parfois appelé test de gradation) est peut-être le moyen le plus simple d'évaluer la distribution granulométrique. Le tamisage est utile pour les particules de plusieurs microns à des dizaines de millimètres de taille, que le matériau soit organique ou non organique.
Les tamis de test tels que ceux fabriqués par Retsch (une société soeur Verder Scientific) fournissent une méthode mécanique simple et économique de distribution des granulés dans des classes granulométriques les préparant à une analyse ultérieure car chaque tamis d'un empilement a une taille de maille progressivement plus petite. Les tamis de test se trouvent sur un tamiseur, que ce soit vibratoire pour un mouvement de lancement avec moment cinétique, en utilisant un mouvement circulaire horizontal (parfois avec taraudage) ou avec dispersion par un jet d'air.
Pour de nombreuses entreprises, l'utilisation de tamis est un point d'entrée dans le monde de l'analyse granulométrique et de la caractérisation des particules. Il est rentable en particulier pour ceux qui n'ont pas besoin de caractériser des matériaux sur une base régulière ou lorsque les budgets sont fortement contraints et le temps n'est pas un problème.
En fin de compte, le choix d'utiliser une solution de tamisage simple ou d'investir dans la diffraction laser ou l'analyse dynamique d'images dépendra du volume d'essais, du budget et du personnel disponibles, ainsi que des normes internationales spécifiques ou des exigences des clients auxquelles vous devez faire face.
Pourquoi ne pas contacter Microtrac pour une consultation gratuite afin de déterminer quelle solution vous apportera les résultats et le retour sur investissement dont vous avez besoin ?