粒度粒径测试基本知识-PPT文档资料

颗粒大小分级习惯术语
纳米颗粒 1-100 nm 亚微米颗粒 0.1-1 um 微粒、微粉 1-100 um 细粒、细粉 100-1000 um 粗粒 大于1 mm
粒度测试的目地
微小颗粒态物质在日常生活和工业生产 中有着很广泛的应用，尺寸的大小和分布 情况直接关系到工业流程，产品质量以及 能源消耗和生产过程的安全性。因此，准 确方便地测量微小颗粒的直径（粒径）并 得到粒径分布函数成为一个非常有意义的 课题。
等效粒径的种类 及测试方法
• 等效体积径：即与所测颗粒具有相同体积的同质 球形颗粒的直径。激光法所测粒径一般认为是等 效体积径。 • 等效筛分径 ( 筛分法的粒径 ) • 等效沉速径 ( 沉淀法的粒径 ) • 等效投影面积径 ( 显微镜法的粒径 ) • 等效体积径 ( 光学法的粒径 ) 。 需注意的是基于不同物理原理的各种测试方法 , 对等效粒径的定义不同 , 因此各种测试方法得到 的测量结果之间无直接的对比性。
粒度测试 grain size，particle size 基本知识和基本方法
粒度
颗粒的大小称为“粒径”，又称为“粒度” 或者“直径”。
等效粒径粒的 大小又以直径表示 , 故也称为粒径。用一定方法 反映出一系列不同粒径区间颗粒分别占试样总量 的百分比称为粒度分布。 等效粒径 由于实际颗粒的形状通常为非球 形的 , 难以直接用直径表示其大小 , 因此在颗粒粒 度测试领域 , 对非球形颗粒 , 通常以等效粒径 ( 一 般简称粒径 ) 来表征颗粒的粒径。 等效粒径 是指当一个颗粒的某一物理特性 与同质球形颗粒相同或相近时 , 就用该球形颗粒 的直径代表这个实际颗粒的直径。
粒度仪主要性能指标
• 重复性 重复性是指同一个样品多次测量结果之间的偏 差，是衡量一台粒度测试仪或一种测试方法好坏的最重要 的指标。影响因素有仪器和方法、样品制备因素、环境因 素以及操作因素等。 • 准确性 由于粒度测试的特殊性，通常用真实性来表示准 确性的含义。由于粒度测试所测得的粒径为等效粒径，对 同一个颗粒，不同的等效方法可能会得到不同的等效粒径。 仪器对标准样的测量结果应在标称值允许的误差范围内； 经粉碎后的样品应比粉碎前更细；经分级后的样品的粒度 分布将发生变化（比如大颗粒含量减少等）；结果与行业 标准或公认的方法一致等。 • 重复性比准确性更重要。
激光法应用领域
应用领域包括制药，生物医药，纳米材 料等行业。典型样品：氧化铝/铜/金钢粉、 半导体、硅盐等无机材料，聚合物乳胶、 乳液、油漆、颜料、药物、甾体等有机体。
激光法所用的理论
夫琅和费理论：当颗粒直径比入射波长大得多时发生衍射散射, 这时由夫琅禾费衍射理论求得的光强度和米氏散射理论求得的光强度 大体一致,但前者计算过程较简便,因此当D > >λ时用夫琅禾费衍射理 论作为散射理论的近似处理。 米氏理论： 当颗粒粒径小于等于波长时，就必须使用米氏 理论了。 Mie理论是描述散射现象的严格理论，因此许多国外仪器和 部分国产仪器都把“采用全米氏理论”作为仪器的重要优点之一。所 谓全米氏理论，是指大颗粒（远远大于光波长，可见光波长范围为 0.4～0.7μm）和小颗粒（小于等于光波长）均采用米氏理论。 光子相关光谱分析法分析PCS 对超细颗粒 ( 如纳米材料 ) 采用 激光衍射散射式粒度仪已不能准确测量其粒径 , 应选用根据光子相关 光谱技术制备的仪器测量 ( 颗粒粒度在 1 nm ～ 1 μ m) 。
粒度分布的表达
粒度分布的常用表达方法： 数量分布 体积分布
粒度测试中的典型数据
• 平均径： 表示颗粒平均大小的数据。有很多不同的平均值的算法，如D[4， 3]等。根据不同的仪器所测量的粒度分布，平均粒径分、体积平均径、 面积平均径、长度平均径、数量平均径等。 • D50： 也叫中位径或中值粒径，这是一个表示粒度大小的典型值，该值 准确地将总体划分为二等份，也就是说有50%的颗粒超过此值，有 50%的颗粒低于此值。如果一个样品的D50=5μm，说明在组成该样 品的所有粒径的颗粒中，大于5μm的颗粒占50％，小于5μm的颗粒也 占50％。 • 最频粒径： 是频率分布曲线的最高点对应的粒径值。 • D97：D97 一个样品的累计粒度分布数达到 97%时所对应的粒径。 它的物理意义是粒径小于它的的颗粒占 97%。这是一个被广泛应用的 表示粉体粗端粒度指标的数据。
总之，现有的所有的粒度测量手段 给出的粒径都是等效粒径。因此除了 球形颗粒以外，测试结果同仪器原理 有关，或者说同“等效”所参照的物 理参数或物理行为有关。 仪器原理不同，一般来说测试结果 是不同的。只有当颗粒是球形时，不 同原理仪器的结果才可能相同。
等效球体的意义
• 作为粒度标准的物质必须是球状的，以便 于各种方法之间的比较。 • 目前所说的粒度测试，测试结果均是用 等效球体来表示的。这是目前几乎所有粒 度测试仪器和方法的基本原理。
由于测量方法不同，同一个颗粒得 到了多个不同的结果。
粒度测试的基本方法
1，激光法 激光法是通过一台激光散射的方法来测 量悬浮液，乳液和粉末样品颗粒分布的多 用途仪器。纳米型和微米型激光料度仪还 可以通过安装的软件来分析颗粒的形状。 现在已经成为颗粒测试的主流.
激光法特点
优点 ：(1) 适用性广 , 既可测粉末状的颗粒 , 也可测悬浮液和乳浊 液中的颗粒 ; (2) 测试范围宽 , 国际标准 ISO 13320 - 1 Particle Size Analysis 2 LaserDiffractionMeth 2 ods 2 Part1: General Princip les 中规定激光衍射散射法的应用范围为 0 . 1 ～ 3 000 μ m; (3) 准确性 高 , 重复性好 ; (4) 测试速度快 ; (5) 可进行在线测量。在涂料工业中 该法也已得到了业内人士的认同 , 某些涂料及相关产品已制定了相应 的测试方法标准 , 如 , 国际标准 ISO 8310 — 13 Coating Powders 2 Part 13: Par 2 ticle Size Analysis by Laser Diffraction 和化工行业标 准 HG/T3744 云母珠光颜料。 缺点 ：不宜测量粒度分布很窄的样品，分辨率相对较低。