粒度表征基本概念:粒度和等效粒徑,D10、D50和D90
隨著科學技術的日益進步和發展,市場競爭趨于日益激烈,因此無論是出于優化改善產品性能還是更好地控制產品質量的目的,許多行業越來越認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,也包含表面性質和機械性能等。不同的特性對材料性質有不同的影響,而顆粒粒度是許多產品生產中的關鍵參數,因此,已經成為不同行業的常規基礎檢測項目之一。
如何定義粒度
顆粒的粒度定義為顆粒所占據空間大小的尺度。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的粒度范圍。
圖1 顆粒的粒度范圍【1】
顆粒是三維結構,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,得到的粒徑結果可能是不同的。因此在進行數據對比時,要格外注意。
圖2 等效球(圓)示意圖
粒度分布
對于整個測量體系,如果其中每個顆粒的尺寸Wan全相同,則認為體系是單分散的,否則將由不同尺寸的顆粒統計分布組成,此時關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到10%時的對應的粒度
D50:體系中累積分布占比達到50%時的對應的粒度
D90:體系中累積分布占比達到90%時的對應的粒度
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4 粒度分布:D10、D50和D90示意圖
圖5 累積分布:D10、D50和D90示意圖
參考文獻
[1] Xu R L. Particle characterization: Light Scattering Methods. Dordrech: Kluwer Academic Publishers, 2000.
安東帕顆粒表征解決方案
安東帕提供全面粒度表征方案,包括動態圖像分析儀(LiteSizer DIA500)、動態光散射納米粒度儀(LiteSizer DLS系列)和激光衍射微米粒度儀(PSA系列)。
Litesizer DLS 700是動態光散射粒度儀的技術先進,具有多角度動態光散射(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,能在幾秒鐘內檢測數百萬個顆粒。這意味著可以更直觀地測量顆粒本身,而不是根據顆粒的某些物理參數計算得出結果。
DIA 500 粒度粒形分析儀
DLS 系列納米粒度分析儀
PSA 系列微米粒度分析儀