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粒度表征基本概念:粒度和等效粒徑,D10、D50和D90

閱讀:3962      發布時間:2024-5-31
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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。


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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。

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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。

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圖2  等效球(圓)示意圖


在使用動態光散射原理表征納米顆粒的粒度時,基于的是顆粒做布朗運動的快慢,因此等效的是與被測顆粒具有相同擴散速率的球體的直徑。

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。


Zui常用的解釋粒度分布圖的參數包括:
  • 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。

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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%。

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圖4  粒度分布:D10、D50和D90示意圖


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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。

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DIA 500 粒度粒形分析儀

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DLS 系列納米粒度分析儀

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PSA 系列微米粒度分析儀







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