粒度表征基本概念：粒度和等效粒徑，D10、D50和D90

隨著科學(xué)技術(shù)的日益進步和發(fā)展，市場競爭趨于日益激烈，因此無論是出于優(yōu)化改善產(chǎn)品性能還是更好地控制產(chǎn)品質(zhì)量的目的，許多行業(yè)越來越認(rèn)識到顆粒特性表征的重要性。

顆粒的特性包括幾何特性，例如形狀、尺寸等，也包含表面性質(zhì)和機械性能等。不同的特性對材料性質(zhì)有不同的影響，而顆粒粒度是許多產(chǎn)品生產(chǎn)中的關(guān)鍵參數(shù)，因此，已經(jīng)成為不同行業(yè)的常規(guī)基礎(chǔ)檢測項目之一。

顆粒的粒度定義為顆粒所占據(jù)空間大小的尺度。其范圍跨度非常廣，可以從零點幾納米到幾千微米。圖1給出了各種顆粒物質(zhì)的粒度范圍。

圖1  顆粒的粒度范圍^【1】

顆粒是三維結(jié)構(gòu)，對于Wan美的表面光滑的球形顆粒，其直徑即是它的粒度。但非球體或者表面不光滑的顆粒，其粒度表征就會復(fù)雜很多。

因此，引出了等效球（圓）徑的概念。需要注意的是，不同的等效方式，得到的粒徑結(jié)果可能是不同的。因此在進行數(shù)據(jù)對比時，要格外注意。

圖2  等效球（圓）示意圖

對于整個測量體系，如果其中每個顆粒的尺寸Wan全相同，則認(rèn)為體系是單分散的，否則將由不同尺寸的顆粒統(tǒng)計分布組成，此時關(guān)注顆粒粒度分布圖是有必要的。

• 均值：體系的平均粒度

• 中值：粒度分布中間的粒度

• 峰值：具有最高頻率的粒度

要特別說明的是，若粒度分布圖不是Wan全對稱的，則這三個參數(shù)不是Wan全相等的。

圖3  粒度分布：中值、峰值和平均值示意圖

• D10：體系中累積分布占比達(dá)到10%時的對應(yīng)的粒度

• D50：體系中累積分布占比達(dá)到50%時的對應(yīng)的粒度

• D90：體系中累積分布占比達(dá)到90%時的對應(yīng)的粒度

例如：若某樣品的D10=3 μm，D50=10 μm，D90=12 μm，按照顆粒從小到大分布，說明在組成該樣品的所有顆粒體系中，小于等于3 μm的顆粒占比10%；小于等于10 μm的顆粒占比50%；小于等于12 μm的顆粒占比90%。

圖5  累積分布：D10、D50和D90示意圖

參考文獻(xiàn)

[1] Xu R L. Particle characterization: Light Scattering Methods. Dordrech: Kluwer Academic Publishers, 2000.

安東帕提供全面粒度表征方案，包括動態(tài)圖像分析儀（LiteSizer DIA500）、動態(tài)光散射納米粒度儀（LiteSizer DLS系列）和激光衍射微米粒度儀（PSA系列）。

Litesizer DLS 700是動態(tài)光散射粒度儀的技術(shù)先進，具有多角度動態(tài)光散射（MAPS）測量模式和顆粒濃度（PCON）測量功能，可以滿足多分散體系分峰測量和顆粒濃度表征的需求。

Litesizer DIA 500動態(tài)圖像分析儀，不僅可以測量顆粒的大小，還可以獲取形狀信息，能在幾秒鐘內(nèi)檢測數(shù)百萬個顆粒。這意味著可以更直觀地測量顆粒本身，而不是根據(jù)顆粒的某些物理參數(shù)計算得出結(jié)果。