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粒度分析(沉析法)檢測

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發(fā)布時間：2025-07-16 13:42:01 更新時間：2025-07-15 13:42:02

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

粒度分析是一種至關重要的材料表征技術，用于測量顆粒體系中顆粒的大小分布，廣泛應用于材料科學、化工、制藥、礦業(yè)和環(huán)境監(jiān)測等領域。沉析法（又稱為沉降法或重力沉降法）是粒度分析中的一種經(jīng)典方法，它基于Stokes定律的原理進行工作：顆粒在液體介質中沉降時，其沉降速度與顆粒大小、密度以及液體黏度直接相關。通過測量沉降過程，可以精確計算出顆粒的粒徑分布。沉析法尤其適用于粒徑范圍在1微米至100微米的固體顆粒樣品，如粉末、礦物、陶瓷原料或藥品顆粒等。其優(yōu)勢在于設備成本較低、操作相對簡單，且能提供可靠的粒度數(shù)據(jù)，幫助優(yōu)化產(chǎn)品性能、控制生產(chǎn)質量或評估環(huán)境污染程度。然而，該方法對樣品分散性有一定要求，需要避免顆粒聚集影響結果準確性。在現(xiàn)代化實驗室中，沉析法常與其他高級技術（如激光衍射）互補使用，確保全面表征顆粒體系。

檢測項目

在沉析法粒度分析中，核心檢測項目包括粒徑分布、平均粒徑（如算術平均粒徑或體積平均粒徑）、中位粒徑（D50值，表示50%顆粒小于該粒徑）、粒度范圍（如D10和D90值，分別代表10%和90%顆粒小于該粒徑），以及粒度累積分布曲線。這些項目能全面描述顆粒體系的均勻性、分散度和潛在性能影響。例如，在制藥行業(yè)，粒徑分布影響藥物的溶解速率；在礦業(yè)中，D50值可指導礦石加工效率。檢測結果通常以圖表形式呈現(xiàn)，如粒度分布直方圖或累積曲線，便于直觀評估材料的粒狀特征。

檢測儀器

用于沉析法粒度分析的常用儀器包括重力沉降天平（如Andreasen沉降管）、光沉降粒度分析儀和離心沉降裝置。重力沉降天平通過精密天平實時測量沉降重量變化，基于Stokes公式計算顆粒大小；光沉降儀器則利用光束透射衰減原理，檢測沉降過程中光強度的變化來推斷顆粒分布。離心沉降裝置通過高速旋轉加速沉降過程，適用于微細顆粒分析。這些儀器通常配備自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和軟件，如Malvern或Sympatec品牌設備，能實現(xiàn)快速處理和高精度校準。操作時需確保儀器符合標準校準要求，避免溫度和振動干擾，以保障檢測結果的可靠性。

檢測方法

沉析法粒度分析的檢測方法主要包括樣品制備、沉降測試和數(shù)據(jù)處理三個步驟。首先，將代表性樣品均勻分散在合適液體介質（如水或有機溶劑）中，加入分散劑（如六偏磷酸鈉）防止顆粒聚集。然后，在沉降管或專用容器中進行沉降測試：記錄顆粒沉降速度或時間變化；基于Stokes定律（沉降速度與顆粒粒徑成正比）計算粒徑分布。最后，通過軟件擬合數(shù)據(jù)，生成粒度報告。關鍵要點包括控制液體溫度（通常20-25°C）、確保沉降過程不受擾動，以及重復測試取平均值以提高準確性。該方法耗時相對較長（約30-60分鐘），但適用于實驗室和現(xiàn)場應用。

檢測標準

沉析法粒度分析的檢測標準由國際和行業(yè)機構制定，以確保方法的一致性和結果可比性。主要標準包括ISO 13317系列（如ISO 13317-1:沉降法通則）和ASTM B822（重力沉降法粒度分布的標準測試方法）。這些標準規(guī)定了樣品處理要求（如分散協(xié)議）、儀器校準程序、數(shù)據(jù)計算方法及報告格式。例如，ISO 13317強調液體黏度校正和溫度控制，ASTM B822則詳述了沉降時間和重力加速度的補償。其他相關標準如GB/T 19077（中國國家標準）也提供類似指導。遵守這些標準能有效減少誤差，保證檢測結果在科研和工業(yè)應用中的權威性，尤其適用于質量控制或認證測試場景。