一、電場(chǎng)分布與穩(wěn)定性方面
1.如銀、銅等高導(dǎo)電材質(zhì)具有快速形成相對(duì)穩(wěn)定的電場(chǎng),使電場(chǎng)畸變得到有效減少的優(yōu)點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō),銀因?yàn)殡妼?dǎo)率極高,能夠
使檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)分布更為均勻,且顆粒遷移的軌跡也能更規(guī)律,非常適用于精度要求較高的檢測(cè)。
2.如不銹鋼等中等導(dǎo)電材質(zhì)雖然電導(dǎo)率低于銀、銅,但具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力。如果電極表面粗糙或者有氧化層,可能會(huì)因?yàn)榫?/span>
部電阻變化引起電場(chǎng)不均勻的問(wèn)題,并對(duì)顆粒沉降軌跡產(chǎn)生影響,但如果電極表面光滑,則電場(chǎng)分布的偏差會(huì)較小。
3.如陶瓷、鈦合金等低導(dǎo)電或者非導(dǎo)電材質(zhì)的電導(dǎo)率較低,可能導(dǎo)致電場(chǎng)的強(qiáng)度出現(xiàn)衰減。如果檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度不足,就
會(huì)導(dǎo)致顆粒遷移的速度也開始變慢,有時(shí)甚至不能有效帶電沉降,引起小粒徑顆粒的漏檢問(wèn)題。
4.另外,電極材質(zhì)的加工性能會(huì)對(duì)表面光滑度造成影響,比如銅電極如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)拋光,其表面凸起處就容易產(chǎn)生尖端效應(yīng),導(dǎo)
致局部電場(chǎng)增強(qiáng),而顆粒則會(huì)在附近異常遷移,這些都會(huì)對(duì)檢測(cè)信號(hào)造成干擾;如不銹鋼電極如果存在氧化層,則氧化層導(dǎo)電性
會(huì)低于金屬本體,導(dǎo)致電極表面電場(chǎng)分布不均,這對(duì)檢測(cè)的重復(fù)性會(huì)產(chǎn)生一定影響。
二、抗腐蝕與使用壽命方面
1.如哈氏合金、鈦合金等合金材質(zhì)的耐腐蝕性雖然優(yōu)于單一金屬,但如果長(zhǎng)期接觸如濃硝酸等強(qiáng)氧化劑,仍可能產(chǎn)生局部腐蝕的現(xiàn)
象,并對(duì)電場(chǎng)穩(wěn)定性造成影響。
2.如鋁、鐵等活潑金屬材質(zhì)在電解質(zhì)溶液中容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象,電極的表面會(huì)逐漸溶解或者生成一定的氫氧化物沉淀,這會(huì)
導(dǎo)致電極間距出現(xiàn)縮小以及電場(chǎng)畸變等問(wèn)題,而沉淀還可能吸附在顆粒的表面使其帶電特性發(fā)生改變。
3.如金、鉑等貴金屬材質(zhì)具有極強(qiáng)的抗腐蝕能力,能確保在電解質(zhì)、堿性或者酸性溶液中不易被氧化,適用于長(zhǎng)期檢測(cè)一些腐蝕性
樣品,防止因?yàn)殡姌O腐蝕致使電場(chǎng)特性出現(xiàn)改變。
4.另外,在高溫環(huán)境下還需要考慮到材質(zhì)的熱穩(wěn)定性。舉例來(lái)說(shuō),銅電極如果在200℃以上就可能因?yàn)檠趸觿〕霈F(xiàn)電導(dǎo)率下降的
問(wèn)題,鎳鉻合金在高溫下則仍舊能保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和導(dǎo)電性良好,防止因?yàn)闇囟炔▌?dòng)可能導(dǎo)致的電場(chǎng)參數(shù)漂移。
三、顆粒帶電與相互作用方面
1.電極材質(zhì)的功函數(shù)會(huì)對(duì)顆粒表面電荷的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生一定影響,舉例來(lái)說(shuō),鉑電極功函數(shù)較高,在與帶電顆粒接觸的時(shí)候,可以有效
促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移,使顆粒表面的電荷密度發(fā)生改變,最終會(huì)導(dǎo)致其在電場(chǎng)中的遷移速度和理論值偏離。
2.電極材質(zhì)表面的化學(xué)活性基因可能吸附介質(zhì)中的離子或者顆粒,并形成界面電荷層,這對(duì)顆粒真實(shí)帶電狀態(tài)會(huì)造成一定干擾。舉
例來(lái)說(shuō),鐵電極表面的 Fe3?容易和帶負(fù)電顆粒產(chǎn)生靜電吸附,這會(huì)導(dǎo)致顆粒聚集在電極附近,對(duì)沉降信號(hào)的采集造成負(fù)面影響。
3.如鐵、鋅等活潑金屬電極在電解質(zhì)溶液中可能發(fā)生如陽(yáng)極氧化等電化學(xué)反應(yīng),并生成氣泡或者釋放離子,氣泡會(huì)對(duì)顆粒沉降路徑
造成干擾,離子則會(huì)使介質(zhì)電導(dǎo)率發(fā)生改變,最終影響到電場(chǎng)分布引起檢測(cè)誤差。
四、檢測(cè)精度與應(yīng)用場(chǎng)景方面
1.如不銹鋼電極適合微米級(jí)顆粒,在常規(guī)的水溶液中有著較好的穩(wěn)定性;如金、鉑等高導(dǎo)電且抗腐蝕的材質(zhì)則適用于納米級(jí)顆粒檢
測(cè),這主要是因?yàn)槠淠芫S持電場(chǎng)穩(wěn)定,防止小顆粒因?yàn)殡妶?chǎng)出現(xiàn)波動(dòng)而漏檢。
2.如哈氏合金、不銹鋼電極具有耐磨和抗污染的優(yōu)點(diǎn),適用于檢測(cè)如涂料、礦漿等工業(yè)懸浮液,同時(shí)還能起到降低維護(hù)成本的作用;
如鈦合金、金電極因?yàn)閷儆诙栊圆馁|(zhì),能有效減少電極對(duì)樣品產(chǎn)生吸附或者化學(xué)反應(yīng),因此更適用于檢測(cè)細(xì)胞、蛋白質(zhì)等生物樣品。
3.如鈦合金等高電阻材質(zhì)的熱噪聲較高,在檢測(cè)時(shí)可能掩蓋掉小顆粒沉降信號(hào),致使檢測(cè)下限升高;如銅、銀等低電阻材質(zhì)的熱噪
聲較低,則能夠提高微弱信號(hào)的檢測(cè)精度,適用于低濃度顆粒樣品。
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