Zeta电位-指南

维基媒体共享

在陶瓷生产过程中，其中一个步骤是处理无机粉末悬浮液。例如，多电容器的薄层流延,铸造餐具体悬浮液与多孔石膏模具的帮助下，喷雾干燥悬浮液的铁素体以产生用于冲压或煅烧等的颗粒是一些在陶瓷生产中使用的过程。这些悬浮液通常是，但不完全是基于水的。

悬架控制

因此，悬架的优化与控制是其中重要的一步。由于在生产开始时经常使用悬浮液，如果不能控制，可能会导致后续每个工艺步骤(焙烧、干燥等)的产量很低。即使产量是令人满意的，最终与微观结构相关的性能(例如，电性能和强度)可能会严重受损。

流变学和ζ电位

陶瓷生产商传统上采用流变性测量来控制悬浮液的质量。布鲁克菲尔德、福特杯和扭力粘度计都是陶瓷工厂中常见的设备。流变学典型地量化了悬浮物在剪切(或承受外力的作用)时移动的潜力。

但流变行为本身主要是由悬浮液中的颗粒相互关联的程度来定义的。虽然粒子的形状和大小起着一定的作用，但控制相互作用水平的一个主要因素是粒子表面的电荷。在这种情况yabo214下，zeta电位可以作为电荷的测量值。

Zeta电位是多少？

当无机粒子分散在水中时，它们就带yabo214有电荷。同样的现象也发生在二氧化硅上，因为表面的硅醇(Si-OH)基团最终会失去一个质子。水相是有点酸性的(因为它接受质子)，而硅的表面变成负的(因为硅氧的形成⁻）。带电粒子的表面随后吸引抗衡离子从水相的层（带负电荷的离子）。在二氧化硅，正离子的情况下（钠⁺，K⁺）将积累在表面上。

由于离子半径的考虑，抗衡离子的强吸附不会导致表面电荷的完全抵销。这随后导致在更松散地保持反离子的第二层的形成。在从所述颗粒的表面的特定距离，抗衡离子将完全平衡的表面电荷。超过此值。此外，存在具有正的和负的电解质平衡散装悬浮液。

双层

双层膜的大小取决于，首先，粒子表面的电荷量。一个大的电荷，无论是负电荷还是正电荷，都会导致一个大的双层层，阻止粒子彼此靠近。yabo214这是因为携带相同电荷的粒子往往具有yabo214静电斥力。

这种情况是具有低粘度的稳定（非絮凝）悬浮液的特征。另一方面，低表面电荷需要较少的反离子，因此双层更小。因此，颗粒易于絮凝，导致高粘度悬浮液。yabo214

这是什么的措施？

Zeta电位是将粒子及其内层反离子剪切离开外层/本体介质所需的能量。它以毫伏为单位。

它是如何确定的?

通常，电势是用电泳法测定的。当电极插入悬浮液并施加直流电压时，带电粒子被拉向带相反电荷的电极。yabo214因此，二氧化硅颗粒将向阳极(正极)移动yabo214。运动粒子的速度取决于施加的电压和粒子表面电荷(或电位)。yabo214因此，如果速度可以量化，则可以用范斯摩卢科斯基或亨利方程来建立ζ势。

测量技术

光散射技术传统上用于测量粒子的速度。虽然这些技术很好，但它们需要高度稀释的悬浮液（可能低至0.1 vol%固体负载）。可以争论的是，这些悬浮液与工业中常见的高固体分yabo214（40 vol%+）悬浮液有很大不同。

由动态胶体产生，声波发生器有助于测量高固体悬浮液中的zeta电位（同时测量颗粒大小分布）。吸声器不使用光测量，而是取决于声波的产生或测量。

如何AcoustoSizer工程

立方体状的细胞，含有电导率计，pH探针和搅拌器，用来保持悬浮液中。交流电压的短脉冲（几个循环），然后通过将电极施加到所述单元的相对侧。这使得颗粒振动来来回回的，因为它yabo214们被交替地吸引和随后基于改变极性电极排斥。

细胞壁和颗粒之间悬浮液的交替稀疏和压缩产生声波，声波沿着玻璃管陶瓷向下移动，并在压力传感器处进行量化。这种复杂的声波被称为电动声波振幅（ESA），它是不同大小粒子响应的组合。yabo214

通过使用频率增加的外加电压脉冲重复测量，可以生成粒度分布图。这确实是可以实现的，因为当电压频率增加时，较大尺寸的粒子发现在交流电压的作用下越来越难以振动。因此，这些粒子在极性开关之后会进一步滞后，不会移动太多。yabo214

测量和如何使用数据

通过演示zeta电位随pH值的变化，而不是使用单点zeta电位测量，可以对给定的无机粉末进行最佳表征。然而，当生产含有氧化铝和二氧化硅的悬浮液时，这会产生问题。当zeta与pH曲线相似时，组分的最佳混合成为可能。

改变Zeta电位的方法

据指出之前颗粒电荷通常影响双层的大小，并且因此ζ电势。当一个组件的Zeta电位不理想，这种情况可以通过多种方式来操作。

表面活性剂

首先，表面活性剂可以被添加到悬浮液中。这样的化合物被吸附到颗粒的表面来修改表面电荷。yabo214

表面活性剂可分为三大类：

• 立体表面活性剂——它们通过有机表面活性剂分子与粒子耦合时所占yabo214据的空间将粒子分开
• 静电表面活性剂——在这种情况下，粒子的表面电荷纯粹是通过吸附表面活性剂分子上的电荷而改变的
• 电空间的表面活性剂，它们是上述的组合

的各种表面活性剂，以及作为表面活性剂的化学物质在不断变化的悬浮特性方面提供显着的灵活性，以实现用于下一个处理步骤的最优化条件。

可溶性离子

其次，ζ电势可通过改变在悬浮液中的化合价和可溶性离子的浓度进行修改。例如，如果相同的二氧化硅例如被认为是，则单个的Ca²⁺与K相比，悬浮离子在消除二氧化硅表面负电荷方面的作用相对更好⁺或Na⁺离子。这导致了一个双层的是更压缩和增加絮凝。通常情况下，需要中间抗絮凝和絮凝的悬浮液状态。

例如，极易脱胶的铸造卡瓦将需要更长的铸造时间，并产生一个不易打磨的“易碎”铸件。另一方面，可以快速浇铸絮凝的卡瓦，但这种卡瓦会将多余的水保留在铸件中，并产生可能在干燥前变形的铸件。

总结

虽然Zeta电位是一个强大的工具，它应该与流变测量可用于一起。它也应该被视为一个研究和开发工具，产生的结果。这些结果然后可以对最终产品的性能相匹配，为提高在使用简单的质量控制测试的信心的一种手段。

当zeta电位应用于改进目标和工业问题上，悬挂的专家应与工业作为一个团队密切合作。分析工作必须另行商定并通过各方评估，以确保实业家的最终目标得以实现。