一、电场分布与稳定性方面
1.如银、铜等高导电材质具有快速形成相对稳定的电场,使电场畸变得到有效减少的优点。举例来说,银因为电导率极高,能够
使检测区域内的电场分布更为均匀,且颗粒迁移的轨迹也能更规律,非常适用于精度要求较高的检测。
2.如不锈钢等中等导电材质虽然电导率低于银、铜,但具有较强的抗腐蚀能力。如果电极表面粗糙或者有氧化层,可能会因为局
部电阻变化引起电场不均匀的问题,并对颗粒沉降轨迹产生影响,但如果电极表面光滑,则电场分布的偏差会较小。
3.如陶瓷、钛合金等低导电或者非导电材质的电导率较低,可能导致电场的强度出现衰减。如果检测区域内的电场强度不足,就
会导致颗粒迁移的速度也开始变慢,有时甚至不能有效带电沉降,引起小粒径颗粒的漏检问题。
4.另外,电极材质的加工性能会对表面光滑度造成影响,比如铜电极如果没有经过抛光,其表面凸起处就容易产生尖端效应,导
致局部电场增强,而颗粒则会在附近异常迁移,这些都会对检测信号造成干扰;如不锈钢电极如果存在氧化层,则氧化层导电性
会低于金属本体,导致电极表面电场分布不均,这对检测的重复性会产生一定影响。
二、抗腐蚀与使用寿命方面
1.如哈氏合金、钛合金等合金材质的耐腐蚀性虽然优于单一金属,但如果长期接触如浓硝酸等强氧化剂,仍可能产生局部腐蚀的现
象,并对电场稳定性造成影响。
2.如铝、铁等活泼金属材质在电解质溶液中容易产生电化学腐蚀现象,电极的表面会逐渐溶解或者生成一定的氢氧化物沉淀,这会
导致电极间距出现缩小以及电场畸变等问题,而沉淀还可能吸附在颗粒的表面使其带电特性发生改变。
3.如金、铂等贵金属材质具有极强的抗腐蚀能力,能确保在电解质、碱性或者酸性溶液中不易被氧化,适用于长期检测一些腐蚀性
样品,防止因为电极腐蚀致使电场特性出现改变。
4.另外,在高温环境下还需要考虑到材质的热稳定性。举例来说,铜电极如果在200℃以上就可能因为氧化加剧出现电导率下降的
问题,镍铬合金在高温下则仍旧能保持结构的稳定性和导电性良好,防止因为温度波动可能导致的电场参数漂移。
三、颗粒带电与相互作用方面
1.电极材质的功函数会对颗粒表面电荷的转移产生一定影响,举例来说,铂电极功函数较高,在与带电颗粒接触的时候,可以有效
促进电子转移,使颗粒表面的电荷密度发生改变,最终会导致其在电场中的迁移速度和理论值偏离。
2.电极材质表面的化学活性基因可能吸附介质中的离子或者颗粒,并形成界面电荷层,这对颗粒真实带电状态会造成一定干扰。举
例来说,铁电极表面的 Fe³⁺容易和带负电颗粒产生静电吸附,这会导致颗粒聚集在电极附近,对沉降信号的采集造成负面影响。
3.如铁、锌等活泼金属电极在电解质溶液中可能发生如阳极氧化等电化学反应,并生成气泡或者释放离子,气泡会对颗粒沉降路径
造成干扰,离子则会使介质电导率发生改变,最终影响到电场分布引起检测误差。
四、检测精度与应用场景方面
1.如不锈钢电极适合微米级颗粒,在常规的水溶液中有着较好的稳定性;如金、铂等高导电且抗腐蚀的材质则适用于纳米级颗粒检
测,这主要是因为其能维持电场稳定,防止小颗粒因为电场出现波动而漏检。
2.如哈氏合金、不锈钢电极具有耐磨和抗污染的优点,适用于检测如涂料、矿浆等工业悬浮液,同时还能起到降低维护成本的作用;
如钛合金、金电极因为属于惰性材质,能有效减少电极对样品产生吸附或者化学反应,因此更适用于检测细胞、蛋白质等生物样品。
3.如钛合金等高电阻材质的热噪声较高,在检测时可能掩盖掉小颗粒沉降信号,致使检测下限升高;如铜、银等低电阻材质的热噪
声较低,则能够提高微弱信号的检测精度,适用于低浓度颗粒样品。
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