粉末颗粒度检测（粒度颗粒占比）

一、 核心概念：什么是“颗粒度”？

“颗粒度”是一个广义术语，通常指代：

粒径：单个颗粒的尺寸。

粒度分布：整个粉末样品中，不同粒径颗粒所占的比例（数量、体积或质量）。

关键理解：对于非球形颗粒，其“粒径”并非一个固定值，而是与测量原理相关的等效球直径。例如：

体积等效径：与颗粒具有相同体积的球体直径（激光衍射法给出）。

投影面积等效径：与颗粒在稳定状态下投影面积相同的圆直径（图像法给出）。

斯托克斯径：与颗粒在流体中具有相同沉降速度的球体直径（沉降法给出）。

主要检测方法与原理（从经典到先进）

1. 筛分法

原理：使用一系列标准筛进行机械分级。

范围：> 20 μm（通常上限为几毫米）。

优点：设备简单、成本低、直观、标准化。

缺点：耗时、对细粉/黏性粉无效、结果受操作影响大、仅得质量分布。

标准：GB/T 6005, ASTM E11, ISO 3310。

2. 激光衍射法（当前Zui主流、通用）

原理：颗粒群对激光的散射角分布与粒径相关。大颗粒小角度散射，小颗粒大角度散射。通过检测散射光强分布，利用米氏理论反演计算体积粒度分布。

范围：0.01 μm - 3500 μm（宽范围覆盖）。

优点：

快速（<2分钟）、重复性好。

测量范围极宽，样品量少。

自动化程度高，可输出D10, D50, D90, 跨度(Span) 等完整数据。

缺点：假设颗粒为球形，对片状、纤维状颗粒存在原理性误差。

标准：GB/T 19077-2016, ISO 13320。

3. 动态图像分析法

原理：高速相机拍摄流动中颗粒的投影图像，软件实时分析每个颗粒的粒径（如费雷特径）和形貌（长宽比、圆形度）。

范围：约 1 μm - 30 mm。

优点：唯一能同时提供jingque粒度和形状信息的方法，结果直观可信。

缺点：对超细粉（<10μm）分辨率受限，统计需足够多的颗粒数，速度慢于激光法。

标准：ISO 13322-2。

4. 沉降法

原理：基于斯托克斯定律，颗粒在重力或离心力场中的沉降速度与粒径平方成正比。通过测量沉降过程中的浓度变化，得到粒度分布。

重力沉降：范围约 0.5 - 100 μm。

离心沉降：可测至 0.01 μm。

优点：原理经典，分辨率高，对高浓度、宽分布样品分析效果好。

缺点：测试时间长，需要知道颗粒密度，不适合密度未知或混合材料。

标准：GB/T 20099, ISO 13318。

5. 电感应法（库尔特原理）

原理：颗粒悬浮在电解液中，通过一个小孔时， displace电解液导致孔电阻瞬间变化，其脉冲幅度与颗粒体积成正比。

范围：约 0.4 μm - 1600 μm。

优点：分辨率极高，可得到juedui颗粒数量和体积分布，是生物、医药领域（如血细胞计数）的金标准。

缺点：易堵孔，需要导电液，样品制备复杂。

标准：ISO 13319。

6. 比表面积法（BET法）

原理：通过低温氮气吸附测量粉末的总比表面积，换算成平均粒径（比表面积径）。公式：D = 6 / (ρ * S)， 其中 ρ 为真密度， S 为比表面积。

范围：纳米/亚微米级颗粒（< 0.1 μm） 的主要表征手段。

优点：是测量纳米材料、催化剂、填料等超细粉体比表面积和估算平均粒径的方法。

缺点：只能得到平均粒径，无法得到分布；假设颗粒为光滑、无孔球体，与实际有差异。