en Glossar

Korngrösse

Das Streulicht eines Teilchens und damit die Trübung einer Suspension hängt stark von der Korngrösse ab.

Verändert sich in einer Suspension die Korngrösse, so kann dies bei konstanter Teilchenzahl oder bei konstantem Teilchengesamtvolumen geschehen. Die erste Situation liegt vor bei Kristallwachstum oder Anlagerung von Wasser (Zahl der Partikel konstant) und die zweite bei Zerfall oder Zusammenballung (Materialmenge konstant). Die Unterscheidung ist wichtig, da die Auswirkung auf die Streuintensität vollständig verschieden ist.

Die folgende Abbildung zeigt die Abhängigkeit der Streuintensität verschiedener Materialien vom Teilchendurchmesser bei konstanter Teilchenzahl. Oberhalb 0.3µm nimmt das Streulicht proportional zum Querschnitt (Wirkungsquerschnitt) der Partikel zu, also mit dem Quadrat des Durchmessers. Bei extrem kleinen Teilchen von weniger als 0.3µm nimmt die Streuintensität mit dem Quadrat des Volumens, also mit der 6. Potenz des Durchmessers zu (Dipolstrahlung).

Streuintensität bei konstanter Anzahlkonzentration. n=Brechungsindex

Wellenlänge 550nm

90°-Winkel

Korngrössenverteilung: log. normal

s = 0.6

Vollkommen anders wird das Bild bei konstanter Materialmenge (Abbildung unten). Oberhalb des Maximums bei 0.3µm nimmt die Streuintensität mit 1/d ab, da der Querschnitt der einzelnen Teilchen zwar im Quadrat zu-, die Anzahl aber in der 3. Potenz abnimmt. Unterhalb von 0.3µm nimmt die Streuintensität mit der 3. Potenz von d zu.

Streuintensität bei konstanter Volumenkonzentration. n=Brechungsindex

Wellenlänge 550nm

90°-Winkel

Korngrössenverteilung: log. normal

s = 0.6

In der Praxis kommen kaum Suspensionen vor, die nur eine Korngrösse enthalten (monodispers). Meistens liegt eine Verteilung von Korngrössen vor (polydispers). Das in den obigen Figuren gezeigte prinzipielle Verhalten bleibt aber im Wesentlichen erhalten.

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