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顆粒分析（粒度分布）檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-31 20:54:22 更新時(shí)間：2025-07-30 20:54:23

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

顆粒分析（粒度分布）檢測(cè)概述

顆粒分析（粒度分布）檢測(cè)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科研領(lǐng)域中至關(guān)重要的表征技術(shù)，它通過(guò)量化顆粒體系中不同尺寸顆粒的占比關(guān)系，揭示樣品的物理特性和行為規(guī)律。在材料科學(xué)領(lǐng)域，粒度分布直接影響粉體的流動(dòng)性、填充性和反應(yīng)活性；在制藥行業(yè)，藥物顆粒的粒徑直接關(guān)聯(lián)到溶出速率和生物利用度；而在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，懸浮顆粒物的分布是評(píng)估空氣和水質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)。隨著納米技術(shù)和高端制造業(yè)的發(fā)展，顆粒分析的精度要求已從微米級(jí)延伸至亞微米甚至納米尺度，其應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋了水泥建材、陶瓷冶金、顏料涂料、能源電池、生物醫(yī)藥等數(shù)十個(gè)行業(yè)。精確的粒度分布數(shù)據(jù)不僅能優(yōu)化產(chǎn)品性能、控制生產(chǎn)工藝，還能為新材料研發(fā)提供基礎(chǔ)支撐，是產(chǎn)品質(zhì)量控制和技術(shù)創(chuàng)新的核心環(huán)節(jié)。

檢測(cè)項(xiàng)目

顆粒分析的核心檢測(cè)項(xiàng)目包括：粒徑分布曲線（累積分布和微分分布）、特征粒徑參數(shù)（D10/D50/D90值）、跨度（Span值）和分布寬度（PDI）等。其中D50表示中位粒徑，即50%顆粒小于該尺寸；D90代表90%顆粒的臨界尺寸；跨度計(jì)算公式為(D90-D10)/D50，反映分布均勻性；比表面積則通過(guò)BET原理與粒徑關(guān)聯(lián)計(jì)算。此外，特殊樣品還需檢測(cè)顆粒形狀因子、團(tuán)聚指數(shù)等參數(shù)，例如通過(guò)圓形度分析判斷顆粒形貌對(duì)流動(dòng)性的影響。

檢測(cè)儀器

主流檢測(cè)儀器根據(jù)原理分為四類：激光粒度分析儀（如Malvern Mastersizer 3000）利用米氏散射理論，測(cè)量范圍0.01-3500μm；動(dòng)態(tài)光散射儀（如Zetasizer Nano）通過(guò)布朗運(yùn)動(dòng)分析納米顆粒（1nm-10μm）；沉降式粒度儀（如Micromeritics Sedigraph）依據(jù)斯托克斯沉降定律測(cè)定2-200μm顆粒；圖像法粒度儀（如Sympatec QICPIC）結(jié)合高速攝像和圖像處理技術(shù)，可同步獲取粒徑與形貌數(shù)據(jù)。高端設(shè)備如馬爾文帕納科的Insitec系列還具備在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力，滿足生產(chǎn)過(guò)程控制需求。

檢測(cè)方法

標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法包括：激光衍射法（ISO 13320）通過(guò)散射光強(qiáng)空間分布反演粒徑；動(dòng)態(tài)光散射法（ISO 22412）分析光強(qiáng)波動(dòng)自相關(guān)函數(shù)；離心沉降法（ISO 13317）基于不同粒徑離心沉降速度差異；電超聲法（ASTM E2980）利用聲波衰減譜。納米顆粒需采用場(chǎng)流分離-多角度光散射聯(lián)用技術(shù)（FFF-MALS），而團(tuán)聚體樣品則常用超聲分散-靜態(tài)圖像分析法。關(guān)鍵操作要點(diǎn)包含：分散介質(zhì)選擇（水相/有機(jī)相）、超聲能量控制（防止破碎）、濃度優(yōu)化（遮光度8%-12%）及背景校正。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)體系包含：ISO 13320（激光衍射通則）、ISO 14887（分散程序規(guī)范）、ASTM B822（金屬粉末檢測(cè)）。中國(guó)國(guó)標(biāo)主要有：GB/T 19077（激光法通則）、GB/T 15445（粒度表述規(guī)范）、GB/T 27845（化學(xué)品測(cè)試）。行業(yè)特定標(biāo)準(zhǔn)如：藥典USP<429>（藥物粒度）、API 13A（鉆井液材料）、JIS R 1629（陶瓷粉體）。新興領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)包括ISO/TS 21357（納米藥物）和ASTM E2864（納米顆粒計(jì)數(shù)），所有標(biāo)準(zhǔn)均要求驗(yàn)證儀器精度（NIST可溯源標(biāo)樣）和方法重現(xiàn)性（RSD≤3%）。