粒(li)度(du)表征基(ji)本(ben)概(gai)念(nian)：粒(li)度(du)和(he)等效(xiao)粒(li)徑(jing)，D10、D50和(he)D90

隨著(zhe)科學技術(shu)的(de)日益進步(bu)和(he)發展(zhan)，市(shi)場(chang)競(jing)爭趨於(yu)日益激(ji)烈，因此(ci)無論(lun)是出於優(you)化改善(shan)產(chan)品(pin)性能還是(shi)更(geng)好地控(kong)制產(chan)品(pin)質(zhi)量的(de)目(mu)的，許多(duo)行(xing)業越(yue)來(lai)越認(ren)識到(dao)顆粒(li)特性表(biao)征(zheng)的重(zhong)要性。

顆(ke)粒(li)的(de)特性包(bao)括幾何特性，例(li)如形(xing)狀、尺寸等，也(ye)包含表面(mian)性質(zhi)和(he)機(ji)械(xie)性能等。不(bu)同(tong)的(de)特性對(dui)材(cai)料(liao)性質(zhi)有不(bu)同(tong)的(de)影響(xiang)，而顆(ke)粒(li)粒(li)度(du)是許多(duo)產(chan)品(pin)生(sheng)產(chan)中的關(guan)鍵參(can)數(shu)，因此(ci)，已經(jing)成為(wei)不(bu)同(tong)行(xing)業的(de)常(chang)規(gui)基(ji)礎(chu)檢(jian)測(ce)項目之(zhi)壹。

顆粒(li)的(de)粒(li)度(du)定義(yi)為(wei)顆(ke)粒(li)所(suo)占(zhan)據(ju)空間大小(xiao)的尺度。其(qi)範(fan)圍(wei)跨(kua)度(du)非(fei)常(chang)廣(guang)，可(ke)以(yi)從零(ling)點(dian)幾納(na)米(mi)到(dao)幾千微米(mi)。圖1給(gei)出了(le)各種顆(ke)粒(li)物(wu)質(zhi)的粒(li)度(du)範(fan)圍(wei)。

圖1  顆(ke)粒(li)的(de)粒(li)度(du)範(fan)圍(wei)^【1】

顆(ke)粒(li)是(shi)三維結(jie)構(gou)，對(dui)於(yu)Wan美的表面光滑(hua)的(de)球形(xing)顆(ke)粒(li)，其(qi)直(zhi)徑(jing)即(ji)是(shi)它(ta)的(de)粒(li)度(du)。但(dan)非球體或(huo)者表(biao)面不(bu)光滑(hua)的(de)顆粒(li)，其(qi)粒(li)度(du)表征就(jiu)會復(fu)雜很多(duo)。

因此(ci)，引(yin)出了(le)等效(xiao)球（圓）徑(jing)的(de)概(gai)念(nian)。需(xu)要註(zhu)意(yi)的(de)是，不(bu)同(tong)的(de)等效(xiao)方式(shi)，得(de)到(dao)的粒(li)徑(jing)結(jie)果可(ke)能是不(bu)同(tong)的(de)。因此(ci)在(zai)進行(xing)數(shu)據(ju)對比時，要格(ge)外(wai)註(zhu)意(yi)。

圖2  等效(xiao)球（圓）示(shi)意圖

對於(yu)整(zheng)個測(ce)量體系，如果其(qi)中每(mei)個顆粒(li)的(de)尺寸Wan全(quan)相同(tong)，則(ze)認(ren)為體系是單分(fen)散(san)的(de)，否則(ze)將由(you)不(bu)同(tong)尺寸的(de)顆粒(li)統(tong)計分(fen)布(bu)組(zu)成，此(ci)時關(guan)註顆粒(li)粒(li)度(du)分布(bu)圖是(shi)有(you)必要的(de)。

• 均(jun)值(zhi)：體系的平均(jun)粒(li)度(du)

• 中值(zhi)：粒(li)度(du)分布(bu)中間的粒(li)度(du)

• 峰(feng)值(zhi)：具有最高(gao)頻率(lv)的粒(li)度(du)

要特別(bie)說明的是，若粒(li)度(du)分布(bu)圖不(bu)是(shi)Wan全(quan)對稱(cheng)的，則(ze)這三(san)個參(can)數(shu)不是(shi)Wan全(quan)相等的(de)。

圖3  粒(li)度(du)分布(bu)：中值(zhi)、峰(feng)值(zhi)和(he)平(ping)均(jun)值(zhi)示(shi)意圖

• D10：體系中累積(ji)分(fen)布(bu)占比達到(dao)10%時的(de)對應(ying)的(de)粒(li)度(du)

• D50：體系中累積(ji)分(fen)布(bu)占比達到(dao)50%時的(de)對應(ying)的(de)粒(li)度(du)

• D90：體系中累積(ji)分(fen)布(bu)占比達到(dao)90%時的(de)對應(ying)的(de)粒(li)度(du)

例(li)如：若某樣(yang)品(pin)的(de)D10=3 μm，D50=10 μm，D90=12 μm，按照(zhao)顆粒(li)從小(xiao)到(dao)大分布(bu)，說明在(zai)組(zu)成該樣(yang)品(pin)的(de)所(suo)有(you)顆(ke)粒(li)體系中，小(xiao)於等於(yu)3 μm的(de)顆粒(li)占(zhan)比10%；小(xiao)於等於(yu)10 μm的(de)顆粒(li)占(zhan)比50%；小(xiao)於等於(yu)12 μm的(de)顆粒(li)占(zhan)比90%。

圖5  累積(ji)分(fen)布(bu)：D10、D50和(he)D90示(shi)意圖

參(can)考文獻(xian)

[1] Xu R L. Particle characterization: Light Scattering Methods. Dordrech: Kluwer Academic Publishers, 2000.

安東帕提供(gong)全(quan)面粒(li)度(du)表征方案(an)，包括動(dong)態(tai)圖像(xiang)分析儀(yi)（LiteSizer DIA500）、動(dong)態(tai)光散(san)射(she)納(na)米(mi)粒(li)度(du)儀(yi)（LiteSizer DLS系列(lie)）和(he)激(ji)光衍(yan)射(she)微(wei)米(mi)粒(li)度(du)儀(yi)（PSA系列(lie)）。

Litesizer DLS 700是(shi)動(dong)態(tai)光散(san)射(she)粒(li)度(du)儀(yi)的(de)技術(shu)先進，具有多(duo)角度動(dong)態(tai)光散(san)射(she)（MAPS）測(ce)量模(mo)式(shi)和(he)顆(ke)粒(li)濃度（PCON）測(ce)量功(gong)能，可(ke)以(yi)滿足多(duo)分(fen)散(san)體系分峰(feng)測(ce)量和(he)顆(ke)粒(li)濃度表征的需(xu)求。

Litesizer DIA 500動(dong)態(tai)圖像(xiang)分析儀(yi)，不(bu)僅可(ke)以(yi)測(ce)量顆(ke)粒(li)的(de)大小(xiao)，還可(ke)以(yi)獲(huo)取形(xing)狀信(xin)息，能在(zai)幾秒(miao)鐘(zhong)內(nei)檢測(ce)數(shu)百萬個顆粒(li)。這(zhe)意味著可(ke)以(yi)更(geng)直(zhi)觀(guan)地測(ce)量顆(ke)粒(li)本(ben)身，而不(bu)是(shi)根(gen)據(ju)顆粒(li)的(de)某些(xie)物理(li)參(can)數(shu)計算(suan)得出結(jie)果。