空气过滤器作为控制空气洁净度的装置,在人类的生活和生产中起到了关键的作用。为满足人们对于不同空气洁净度的需求,需要不同过滤等级的空气过滤器,所以对于过滤器性能的准确评价至关重要。目前,对于过滤器性能的评价方法是采用人为实验模拟过滤器的污染过程,即为使用风机在密闭空间中,吹撒已知粒径分布的人工实验尘到过滤器上,然后计算指定直径的粒子被拦截的比例,以此为依据,对空气过滤器的性能做出评价,并对其划分过滤等级,以应用在不同的场景。但是现有的人为模拟的实验结果与过滤器实际使用中的表现相差甚远,高估了许多产品的过滤效率。而人工尘作为评价过滤器性能实验中的基准性物质,其性能表现与大气尘的差异是值得深入研究的基础性问题。本研究针对现有人工尘暴露出的一些问题,研制了一种科学的、合理的、效果理想的人工尘。采用对比实验的方式,测试人工尘与大气尘在相同条件下的容尘量数据,得出人工尘依然存在的主要问题,讨论引起该问题的原因——粒径分布。针对粒径分布,选择两种粒径差异较大的实验尘,做对比实验,以验证粒径分布对容尘量的影响。为了进一步研究造成容尘量不同的原因,采用电镜扫描X射线能谱技术,对容尘后的空气过滤器滤料进行分析,包括颗粒物聚集的状态、化学成分的差别,以及元素的分布情况。本研究研制了新的人工尘,并对粒径分布、均一性、稳定性方面做出评价。人工尘与大气尘的对比试验的结果显示:在达到相同终阻力的条件下,人工尘容尘量比大气尘容尘量多4.7克,对过滤效率的计算造成了10%左右的偏差,对过滤器性能的评价有很大的误差。考虑到重力和惯性力与粒径成反比,扩散距离与粒径成正比。大气尘更小的粒径,导致了其更能深入空气过滤器的内部,从而均匀的分布在整个空气过滤器中,避免过滤器表面阻力的急剧增加。所以在相同条件下,人工尘的容尘量更多。进一步,两种不同粒径的实验尘的比对实验,印证了粒径越小,容尘量越大。为了再进一步研究,利用电子显微镜观察容尘后的空气过滤器滤料纤维,发现大气尘在滤料纤维体上发生团聚现象,为阻力的急剧增加提供了条件,而人工尘在纤维体上均匀的分布,所以阻力会缓慢的增长。同时,通过X射线能谱分析沉积在过滤器纤维上的实验尘,得出结论:大气尘和人工尘的主要成分都是SIO₂,但是人工尘的SIO₂的含量为大气尘的一半左右。应该进一步缩小人工尘的粒径以及增加SIO₂的含量,可以选用含硅量更高的原材料制作人工尘。