粒径分布激光衍射试验

检测项目

体积平均粒径（D[4,3]）：基于颗粒体积加权的平均直径，对样品中大颗粒的存在非常敏感。

表面积平均粒径（D[3,2]）：基于颗粒表面积加权的平均直径，常用于涉及表面积的过程，如催化、吸附。

中位径（D50）：累积分布达到50%时所对应的粒径值，表示样品中大于和小于此值的颗粒各占一半。

特征粒径D10：累积分布达到10%时所对应的粒径值，反映样品中细颗粒端的分布情况。

特征粒径D90：累积分布达到90%时所对应的粒径值，反映样品中粗颗粒端的分布情况。

跨度（Span）：计算公式为(D90 - D10) / D50，用于描述粒径分布的宽度，值越大分布越宽。

均匀性（Uniformity）：用于量化粒径分布的集中程度，数值越小表明粒径分布越集中、越均匀。

比表面积（SSA）：通过测得的粒径分布数据计算得出的单位质量颗粒的总表面积。

粒度分布曲线：以图表形式展示的颗粒体积（或数量）百分比随粒径变化的连续关系，是核心结果。

模态分析：识别分布曲线中的峰值（众数），判断样品是单峰、双峰还是多峰分布。

检测范围

金属粉末：如钛合金、铝合金、不锈钢粉等，用于3D打印、粉末冶金行业的质量控制。

制药原料与制剂：包括API（活性药物成分）、辅料（如乳糖、微晶纤维素）和吸入粉雾剂的粒度控制。

陶瓷与耐火材料：氧化铝、氧化锆、碳化硅等粉体，其粒度影响烧结性能和最终产品性能。

颜料与涂料：无机颜料（如钛白粉）、填料及涂料浆料，粒度影响着色力、遮盖力和稳定性。

土壤与沉积物：用于地质、环境科学领域的土壤质地分析和沉积物分类研究。

食品与添加剂：如面粉、可可粉、调味料、乳化剂等，粒度影响口感、溶解性和加工特性。

化工催化剂：负载型或非负载型催化剂颗粒，其粒度分布直接影响催化活性和选择性。

水泥与建筑材料：水泥、矿渣微粉等，粒度分布是影响水化速率和最终强度的关键参数。

生物颗粒与细胞：如花粉、细菌聚集体、某些类型的细胞悬液，用于生物科学研究。

喷雾液滴：通过专用进样系统分析喷雾形成的液滴尺寸分布，用于喷嘴评估、农药喷洒等。

检测方法

干法分散进样：使用压缩空气将干燥粉末分散并送入测量区，适用于不易结团、流动性好的粉体。

湿法分散进样：将样品分散在合适的液体介质（分散剂）中形成悬浮液后进行测量，应用最广泛。

超声分散处理：在湿法测量前或过程中对样品池施加超声波，以打碎颗粒间的软团聚体。

背景测量与扣除：正式测量前先对纯净的分散介质进行扫描，扣除背景信号，确保数据准确性。

光学模型选择：根据样品特性（如透明与否）选择米氏（Mie）理论或夫琅禾费（Fraunhofer）衍射理论进行计算。

折射率参数设置：使用米氏理论时，必须准确输入样品颗粒和分散介质的实部与虚部（吸光性）折射率。

测量时间与重复次数设定：设置适当的单次测量时间和重复测量次数，以获得稳定、可重复的平均结果。

遮光率控制：湿法测量时控制悬浮液的遮光率在适宜范围（通常5%-20%），以保证散射信号强度适中。

样品代表性取样：遵循标准取样规程，确保送入仪器的少量样品能代表整批物料的特性。

结果验证与复现：通过多次独立制样测量或与其他方法（如筛分、图像分析）对比，验证结果的可靠性。

检测仪器设备

激光光源：通常为单色性好的He-Ne气体激光器或固态激光器，提供稳定的单波长入射光。

样品分散单元（湿法）：包括循环泵、样品池、搅拌器和超声探头，用于均匀分散和输送悬浮液。

干法进样系统：包含文丘里抽吸管、分散压力控制器、振动给料器等，实现干粉的均匀分散和输送。

傅立叶透镜组：核心光学部件，将不同角度的散射光会聚到固定的检测器阵列上，实现角度-空间位置的转换。

多元检测器阵列

多元检测器阵列：由一系列同心环状或半圆状硅光电二极管组成，用于同步接收不同散射角度的光强信号。