平均粒度、激光粒度檢測

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平均粒度與激光粒度檢測的重要性

在材料科學、化工、制藥、食品工業等領域，顆粒物料的粒度分布是影響產品性能的關鍵參數之一。平均粒度作為粒度分布的集中體現，直接關系到材料的流動性、溶解性、反應活性及終產品的質量穩定性。例如，在制藥行業中，藥物顆粒的均勻性會影響其生物利用度；在涂料工業中，顏料顆粒的尺寸決定了涂層的遮蓋力和光澤度。因此，準確測定顆粒的平均粒度及分布范圍，對優化生產工藝、提高產品競爭力具有重要意義。

激光粒度檢測技術因其非接觸、高精度、快速分析等優勢，已成為當前主流的顆粒表征手段。通過測量顆粒對激光的散射特性，能夠實現從納米到毫米級顆粒的快速檢測，尤其適用于復雜分散體系的動態分析。

檢測項目與核心參數

在激光粒度檢測中，核心檢測項目包括：

• 平均粒徑（D50）：代表樣本中50%顆粒的粒徑低于該值
• 粒度分布范圍（D10/D90）：分別表征10%和90%顆粒的粒徑臨界值
• 比表面積：基于粒度分布計算的單位質量顆粒總表面積
• 分散度（Span值）：反映粒徑分布的寬窄程度，計算公式為（D90-D10）/D50

主流檢測儀器類型

根據測量原理和應用場景，常用儀器可分為三類：

1. 靜態激光散射儀：基于Mie理論，通過多角度散射光強分布反演粒徑，適用于0.1-3000μm范圍
2. 動態光散射儀（DLS）：利用布朗運動引起的散射光波動分析納米顆粒（1nm-3μm）
3. 圖像法粒度儀：結合光學顯微成像與圖像處理技術，提供形貌學信息

標準檢測方法與流程

典型檢測流程包括以下關鍵步驟：

1. 樣品制備：根據材料特性選擇干法或濕法分散，確保顆粒充分解團聚
2. 背景校準：測量純分散介質（如水或空氣）的散射本底值
3. 光學參數設置：輸入材料折射率、吸收率等光學常數
4. 數據采集：通過自動或手動模式獲取穩定的散射信號
5. 模型反演：采用Mie理論或Fraunhofer算法解析粒徑分布

通用檢測標準

主要參考標準包括：

• ISO 13320:2020：激光衍射法粒度分析的一般原則
• ASTM E799-03：通過液體載帶法測定顆粒尺寸的標準方法
• USP<429>（美國藥典）：藥品粒度分布的激光衍射測定規范
• GB/T 19077-2016：中國標準中的粒度分布測定方法

以上標準對儀器校準、樣品處理、數據驗證等環節提出了明確要求，例如ISO 13320規定儀器分辨率應能區分相鄰粒徑通道10%以上的差異，重復性測試RSD需小于3%。