粉末目数粒径检测（颗粒度筛分）

核心概念：目数与粒径

目数：一个非标、经验性的单位，起源于泰勒筛制。指每英寸（25.4mm）筛网长度上的筛孔数目。目数越大，孔径越小。

局限性：不同国家/标准（如泰勒制、美国标准ASTM、日本标准JIS、中国标准GB/T）的“目数”对应的孔径微米值不完全相同。因此，技术交流中必须注明所依据的标准，或直接使用微米（μm）作为粒径单位。

粒径：描述单个颗粒尺寸的几何或物理量。对于非球形颗粒，其粒径与测量原理有关（等效球径），因此必须注明测量方法。

主要检测方法与原理

根据测量原理，主要分为 “筛分法” 和 “激光法” 两大类。

方法一：筛分法（Zui传统、Zui直观）

原理：使用一系列标准筛（筛孔从大到小叠放），通过机械振动或手动拍打，使粉末分级。称量各筛上粉末重量，计算质量百分比分布。

适用粒径范围：通常 20 μm 至 125 mm。更细的粉末（如<20μm）会堵塞筛孔、产生静电团聚，难以筛分。

标准：

中国：GB/T 6005-2008《试验筛 金属丝编织网、穿孔板和电成型薄板 筛孔的基本尺寸》， GB/T 1480-2012《金属粉末 干筛分法测定粒度》。

国际：ISO 3310-1, ASTM E11。

优点：成本低，操作直观，设备简单，结果重复性好（对于规则、干燥、无静电的粗粉）。

缺点：

耗时，尤其是细粉。

对黏性、静电、易团聚的粉末效果差。

结果受振动时间、力度、样品量影响大。

只能得到质量分布，无法得到颗粒形状等信息。

方法二：激光衍射法（当前Zui主流、Zui快速）

原理：颗粒在激光束中产生与自身大小相关的衍射（散射）角分布。大颗粒散射角小，小颗粒散射角大。通过检测器测量散射光强分布，利用米氏或夫琅禾费散射理论反演计算出颗粒群的体积等效球径分布。

适用粒径范围：极宽，通常 0.01 μm 至 3500 μm（一台仪器覆盖）。

标准：GB/T 19077-2016《粒度分布 激光衍射法》， ISO 13320。

优点：

快速（1-2分钟出结果）。

重复性、重现性jijia。

测量范围宽，自动化程度高。

可得到体积分布、数量分布、表面积分布及D10, D50, D90, D[4,3]（体积平均径） 等特征值。

缺点：

仪器昂贵。

假设颗粒为球形，对长径比大（如纤维状） 的颗粒测量结果存在原理性偏差。

需选择正确的光学模型和分散条件（干法或湿法）。

方法三：动态图像法

原理：高速相机拍摄流动中颗粒的投影图像，软件自动分析每个颗粒的投影面积、长径、宽径、圆形度等形态参数，并统计分布。

适用粒径范围：通常 1 μm 至 30 mm。

优点：唯一能直接提供颗粒形貌信息（如长宽比、球形度）的方法，结果非常直观。

缺点：对超细粉（<10μm）分辨率有限，统计颗粒数量需足够多，速度慢于激光法。

方法四：其他专用方法

沉降法（重力/离心）：基于斯托克斯定律，测量颗粒在液体中的沉降速度。适用于亚微米至100μm。但耗时很长。

库尔特计数器：基于电阻法，测量颗粒通过小孔时引起的电阻变化。适用于悬浮液中的颗粒计数和粒径测量，精度高，但易堵孔。

BET比表面积法：通过气体吸附测量比表面积，再换算成平均等效球径。适用于纳米/亚微米级超细粉体。公式：D = 6 / (ρ * S)，其中ρ为密度，S为比表面积。