手动或自动实验室压力机是水泥砂浆傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析所必需的，用于将松散的粉末转化为固体、光学级别的压片。
通过对细磨的水泥砂浆和溴化钾（KBr）的混合物施加高吨位（通常约为100 kN）的压力，压力机将这些材料熔融成透明、均匀薄的圆片。如果没有这种极高的压力，样品将保持不透明的粉末状态，散射红外光，从而无法进行准确的化学鉴定。
核心要点 实验室压力机起着至关重要的机械作用：它消除空气空隙并引起样品混合物的塑性变形。这会形成一个均匀、透明的介质，使红外光束能够有效穿透，从而确保清晰地检测出水泥基材料中存在的特定化学键。
样品制备的物理学原理
创建透明介质
傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析依赖于红外光穿过样品。水泥砂浆本质上是不透明的，但当与KBr混合并承受高压时，混合物会发生塑性变形。这会将颗粒熔融成固体、玻璃状的压片，对红外辐射是透明的。
消除光学干扰
松散的粉末包含微小的间隙和气穴。如果这些不被去除，它们会导致显著的光散射，从而扭曲光谱的基线。实验室压力机施加足够的力来挤出这些气孔，确保光路畅通无阻。
确保厚度均匀
对于定量分析，红外光束的光程必须一致。压力机确保压片在整个直径上被压缩成均匀的厚度。这种均匀性可以防止峰值强度的失真，这对于比较不同化合物的相对量至关重要。
均匀性对于水泥分析的重要性
检测生物矿化产物
水泥砂浆含有复杂的相，需要高光谱分辨率才能识别。正确压制的压片会产生清晰、明显的振动峰。这种清晰度对于分析砂浆基体中生物矿化产物的化学成分是必需的。
识别关键化学基团
此分析的主要目标通常是表征特定的官能团。压力机产生的高质量压片能够精确获取羟基、碳酸盐和硅酸盐基团的光谱。这些特征表征了砂浆的水化状态和碳酸化水平。
理解权衡：手动与自动
手动操作的风险
虽然手动液压压力机足以满足基本应用，但它会引入人为变量。不一致的泵送速度或压力释放可能导致内部密度梯度。这通常会导致压片浑浊或不同样品之间的重现性差。
自动系统的精度
自动压力机允许编程压力控制和恒定的保持时间（保持压力的时间）。这种平稳、自动化的加压可以防止压片产生微裂纹和应力断裂。对于易碎材料或大批量测试，自动化可以显著提高可用压片的产出率。
根据您的目标做出正确的选择
您选择手动还是自动压力机取决于您的具体吞吐量要求和精度需求。
- 如果您的主要重点是常规定性分析：手动压力机是一种经济高效的解决方案，可提供足够的压力以生成清晰的光谱，用于硅酸盐和碳酸盐基团的标准识别。
- 如果您的主要重点是高重现性或大样品量：自动压力机对于消除操作员错误是必需的，可确保每个压片具有相同的密度和光学清晰度，以进行精确的定量比较。
最终，压力机不仅仅是压平粉末的工具；它是使您的水泥样品对红外光谱可见的仪器。
总结表：
| 特性 | 手动液压压力机 | 自动液压压力机 |
|---|---|---|
| 最适合 | 常规定性分析 | 大批量和定量研究 |
| 一致性 | 取决于操作员 | 可编程且高度可重复 |
| 风险因素 | 可能出现密度梯度 | 微裂纹风险极小 |
| 压力控制 | 手动泵送 | 精确数字控制 |
| 样品质量 | 标准光学级别 | 优质均匀性和清晰度 |
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参考文献
- Osama Ahmed Ibrahim, Sherif Fakhry M. Abd-Elnaby. The influence of adding B. subtilis bacteria on the mechanical and chemical properties of cement mortar. DOI: 10.1186/s43088-024-00591-w
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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