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百特激光粒度儀助力中國航天事業(yè)， 圓滿完成月壤粒度粒形分析任務
2020年12月17日，嫦娥五號攜帶月球樣品安全著陸，任務圓滿完成，帶回共計1731克月球巖石和土壤樣品。2021年7月12日，中國空間技術研究院錢學森實驗室獲得了第一批國家航天局發(fā)放的月球樣品，對樣品進行了尺寸、形態(tài)學和組成的研究。10月19日，中國科學院在北京發(fā)布了由我國科學家主導獨立完成的嫦娥五號月球科研樣品研究成果，這些成果得到國際專家的高度評價，彰顯了我國科學家的科研水平和創(chuàng)新能力。丹東百特Bettersize3000Plus激光圖像粒度粒形分析儀作為主力分析設備出場并且圓滿完成任務，彰顯了國產(chǎn)粒度分析設備的國際先進地位。
圖1. 第一批月球科研樣品發(fā)布會（圖源網(wǎng)絡）
圖2. Bettersize3000Plus激光圖像粒度粒形分析儀
研究月壤的物理及化學性質(zhì)對月球的探索、月球資源利用具有重要的指導意義。探測月壤粒度粒型及分布情況對人類了解月球有極大幫助。通過是否有顆粒團聚反映月球是否存在水資源，亦可以通過分布結(jié)果推斷月球的自然現(xiàn)象，包括太陽風注入、氣象/微氣象撞擊、風化等。通過測量不同地點月壤的粒形粒徑信息，可以研究月球不同地形的成因。錢學森實驗室運用丹東百特Bettersize 3000 Plus激光粒度分析儀測量了樣品的粒形和粒徑分布。Bettersize 3000 Plus激光圖像粒度粒形分析儀是一臺集激光、圖像二合一的粒度粒形分析儀器。激光衍射技術和動態(tài)圖像分析技術相輔相成，擴大了分析范圍，實現(xiàn)了對毫米、微米乃至納米樣品粒徑的準確測量，同時還可以讓研究者對顆粒的形態(tài)了如指掌。
圖3. 激光散射+顯微圖像二合一系統(tǒng)（百特專利技術）
根據(jù)實驗，月壤的粒徑分布范圍寬泛，小顆?？芍?.31μm，大顆?？蛇_到515.70μm。根據(jù)粒徑的累計分布圖，土壤分析常用的典型粒徑值：有效粒徑D10，中間粒徑D30，中值徑D50，限制粒徑D60分別為4.75±0.39μm，、24.34±0.91μm、55.24±0.96μm和71.87±0.89μm。從粒徑的頻率分布圖可以觀察到月壤樣品為寬分布樣品，粒徑分布連續(xù)且不間斷。通過Bettersize3000Plus配備的高速CCD攝像頭拍攝的圖像，月壤的顆粒形態(tài)均勻，平均圓形度為0.875，僅有10%左右的顆粒圓形度小于此值。此結(jié)果與阿波羅計劃帶回的月壤樣品先前的測量結(jié)果有所不同，其原因是分級方法的不同——阿波羅月壤樣品使用了根據(jù)質(zhì)量進行篩分的方法。2008年至2010年重新使用激光法對阿波羅月壤樣品進行分析，得出中直徑結(jié)果為66.47-30.05 μm，與丹東百特Bettersize 3000 Plus的結(jié)果更為接近。丹東百特Bettersize 3000 Plus對樣品分散效果更強，避免了篩分法可能存在的團聚現(xiàn)象，并且不會對珍惜樣品造成損傷及損耗，結(jié)果更直觀可靠。
圖4. 編號CE5C0400月球樣品的顆粒形貌和粒度分布測試結(jié)果
丹東百特Bettersize 3000 Plus在月壤研究方面做出多次出色的貢獻，其激光與圖像聯(lián)合的技術為實驗室研究提供助力。在正式月壤樣品測量前，錢學森實驗室事先使用了模擬月壤對儀器進行了準確性的驗證，粒形和粒徑的實驗結(jié)果都十分精準可靠，通過儀器測量得出的分析結(jié)果極具參考價值，因此錢學森實驗室繼續(xù)選擇了丹東百特的儀器對真正的珍貴月壤樣品進行尺寸和形態(tài)學的研究。
無獨有偶，德國慕尼黑大學環(huán)境與地球研究院同樣使用了丹東百特的儀器進行月壤分析與研究，丹東百特Bettersize 3000 Plus的結(jié)果也得到了實驗室的一致好評。
圖5. 現(xiàn)服役于德國慕尼黑大學環(huán)境與地球研究院的Bettersize 3000 Plus
國內(nèi)外諸多尖端科研項目不約而同選擇了百特激光粒度儀輔助項目研究，對于稀有樣品的分析也不在話下，足以見得百特儀器優(yōu)良的特性得到了客戶的信賴。
丹東百特未來亦將不斷精進技術，以優(yōu)越的產(chǎn)品質(zhì)量助力中國航空航天事業(yè)再上一層樓。
參考文獻：
【1】H. Zhang, X. Zhang, G. Zhang, K. Dong, X. Deng, X. Gao, Y. Yang, Y. Xiao, X. Bai, K. Liang, Y. Liu, W. Ma, S. Zhao, C. Zhang, X. Zhang, J. Song,W. Yao, H. Chen, W. Wang, Z. Zou, and M. Yang, Size, morphology, and composition of lunar samples returned by Chang’E-5 mission, Sci. ChinaPhys. Mech. Astron. 65, 000000 (2022), https://doi.org/10.1007/s11433-021-1818-1
（附論文鏈接）
