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用激光發(fā)送人類(lèi)文明信息，外星人能收到嗎？

美國(guó)加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校天體物理學(xué)和宇宙學(xué)家菲利普-盧賓教授認(rèn)為：“如果你的文明希望通過(guò)廣播方式表示你們的存在，聰明的方法就是像燈塔一樣發(fā)送出信號(hào)”。盧賓教授的研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在地球上建造一臺(tái)高能激光器，將所有數(shù)據(jù)通過(guò)光信號(hào)發(fā)送到太空。盧賓介紹說(shuō)，“光子包中可能包含有你*的DNA序列。這些數(shù)據(jù)以1或0的形式發(fā)送出去，就像是計(jì)算機(jī)代碼一樣”；激光的明暗閃爍可以代表這種二進(jìn)制代碼。

激光是20世紀(jì)以來(lái)繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后，人類(lèi)的又一重大發(fā)明。

當(dāng)前激光應(yīng)用很廣泛，有激光打標(biāo)、激光焊接、激光切割、光纖通信、激光測(cè)距、激光雷達(dá)、激光武器、激光唱片、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光滅蚊器、LIF無(wú)損檢測(cè)技術(shù)等等。

今天的主題是激光衍射法，是一種具有可靠、簡(jiǎn)單及測(cè)量范圍廣等特點(diǎn)的粒徑檢測(cè)方法，因此其廣泛應(yīng)用于金屬粉末生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。

由于顆粒粒徑越小，越易于團(tuán)聚，從而造成超細(xì)金屬粉粒徑分布峰出現(xiàn)分離。因此，為了生產(chǎn)出好的金屬粉原料，需充分考慮超細(xì)原料粉團(tuán)聚現(xiàn)象。PSA儀器可以有效測(cè)量此范圍中的粒度分布。

兩個(gè)不同生產(chǎn)批次(批次1、批次2)的新鮮激光燒結(jié)(如上圖1.4404 Sandvik)不銹鋼粉末(即R00)均采用PSA 1190 LD的濕法測(cè)量其粒徑，其分散介質(zhì)為水。為了避免顆粒團(tuán)聚，使其形成穩(wěn)定分散液，在分散缸中加入偏磷酸鈉(NaMP)，使其濃度達(dá)到1 g/L。取樣時(shí)，先將金屬粉料緩慢旋轉(zhuǎn)360°，然后從側(cè)面取樣品，從而保證所取的樣品具有代表性。將所取的粉料加入到分散缸中，使其濃度達(dá)到10%左右。為了避免大顆粒的沉降，攪拌器功率調(diào)到大。由于樣品的光學(xué)性質(zhì)已知，因此采用Mie模型進(jìn)行分析。輸入的參數(shù)如表3所示。

兩個(gè)批次不銹鋼粉的粒度分布如圖6所示

兩個(gè)批次粉料的粒徑分布主峰均在40μm附近，為金屬粉產(chǎn)品的一項(xiàng)重要指標(biāo)。此外，兩個(gè)批次的大粒徑均約90μm。然而，兩個(gè)批次的粒徑分布在小值處存在明顯的差異。由圖可見(jiàn)，批次1在10 μm和4μm處分別出現(xiàn)一個(gè)峰值，而批2則是一個(gè)從10到90μm連續(xù)的寬峰。同時(shí)，這種差異也反映在兩個(gè)批次樣品的體積分布D值上，如表4所示。

粉料粒徑分布的不均勻會(huì)對(duì)粉料的性質(zhì) (如流動(dòng)性能和團(tuán)聚性)造成影響。從而進(jìn)一步影響到燒結(jié)流程和終產(chǎn)品的性質(zhì)。

為了進(jìn)一步研究存在于批次1中的小顆粒，取批次1中的樣品，并經(jīng)過(guò)孔徑為30μm的篩子進(jìn)行篩分。然后將過(guò)篩后的粉料分散在1g /L NaMP的水相中，經(jīng)超聲處理10min，并沉淀1min。沉淀后，粗顆粒沉淀到底部，但由于細(xì)顆粒的沉降速度比粗顆粒慢，導(dǎo)致沉淀后的水相仍然渾濁。將沉淀后的液相(批次1_Fine fraction)導(dǎo)入PSA儀器的分散缸中進(jìn)行測(cè)量。圖7所示分別為批次1原始樣、經(jīng)篩分后和經(jīng)沉淀后樣品的粒度分布。由圖可見(jiàn)，批次1的未經(jīng)過(guò)處理的原始樣品粒徑分布范圍寬，其粒徑下限為2 μm。經(jīng)篩分沉淀后的樣品，其粒徑分布集中在 (2 - 11μm)之間。

值得注意的是，經(jīng)過(guò)30μm篩子篩分后的樣本在30 - 60μm的范圍內(nèi)仍有分布。這個(gè)結(jié)論歸因于一個(gè)*的事實(shí)：篩分是根據(jù)粒子的小尺寸篩選的。由樣品電鏡圖 (圖8)可見(jiàn)，樣品中含有細(xì)長(zhǎng)顆粒，其長(zhǎng)度在40 - 60μm之間，而寬度約為30μm。這種細(xì)長(zhǎng)粒子數(shù)量很少，只有兩三個(gè)，在篩分過(guò)程中可忽略不計(jì)。但相比之下，激光衍射法下的PSD結(jié)果對(duì)兩倍體積的大顆粒非常敏感。由此可見(jiàn)，激光衍射粒徑分布與樣品的實(shí)際粒徑高度相關(guān)。