颗粒度激光衍射法测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-31  

本检测详细介绍了颗粒度激光衍射法测试这一现代粒度分析技术。文章系统阐述了该技术的核心检测项目、广泛的适用范围、标准化的操作流程以及关键的仪器设备构成。通过四个主要部分,全面解析了激光衍射法在粉末、乳液、喷雾等各类样品粒度分布测定中的应用原理与优势,为相关领域的科研与质量控制人员提供了一份实用的技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

粒度分布:测量样品中不同粒径颗粒的百分含量,获得体积或数量加权分布曲线。

D10值:累积分布达到10%时所对应的粒径值,代表样品中小颗粒端的临界尺寸。

D50值(中位径):累积分布达到50%时所对应的粒径值,是表征样品平均粒径的关键指标。

D90值:累积分布达到90%时所对应的粒径值,代表样品中大颗粒端的临界尺寸。

跨度(Span):计算为(D90 - D10) / D50,用于量化粒度分布的宽度或均匀性。

比表面积:基于粒度分布数据,通过模型计算单位质量颗粒的总表面积。

特定粒径百分比:报告小于或大于某一指定粒径的颗粒所占的累积百分比。

分布模型拟合:将测量数据与罗辛-拉姆勒、对数正态等数学模型进行拟合,以简化描述。

多峰分布解析:识别并分析粒度分布图中出现的多个峰值,表征混合样品中各组分粒度特征。

一致性系数:用于评估粒度分布的对称性,判断分布是正态、正偏态还是负偏态。

检测范围

金属粉末:如钛合金、不锈钢、钨粉等,用于增材制造、粉末冶金领域的质量控制。

陶瓷粉体:包括氧化铝、氧化锆、碳化硅等,其粒度直接影响烧结性能和最终产品强度。

制药原料与辅料:检测API(活性药物成分)和乳糖、微晶纤维素等辅料的粒度,关乎药物溶出度和混合均匀性。

颜料与涂料:分析颜料颗粒及涂料中固体成分的粒度,影响产品的着色力、遮盖力和稳定性。

乳液与悬浮液:如牛奶、农药乳油、陶瓷浆料等,测定其中液滴或固体颗粒的粒径分布。

喷雾液滴:表征喷雾干燥、喷雾冷却或气雾剂产品产生的液滴尺寸,优化雾化效果。

土壤与沉积物:用于环境科学和地质学,分析土壤颗粒的级配,判断土壤质地类型。

磨料微粉:如碳化硼、金刚石微粉,其粒度分布是决定研磨抛光效率的关键参数。

食品与添加剂:检测面粉、可可粉、调味料以及乳化剂形成的颗粒大小,影响口感和加工性能。

化工催化剂:分析催化剂载体及活性组分的颗粒大小,与催化活性和选择性密切相关。

检测方法

干法分散测量:样品通过文丘里管或振动进样器,在压缩空气流中分散后直接进行测量,适用于干燥、流动性好的粉末。

湿法分散测量:将样品加入合适的分散剂(如水、酒精、油)中,通过搅拌、超声和循环形成稳定悬浮液后进行测量。

背景测量与扣除:在加入样品前,先测量纯净分散介质的散射信号作为背景,从样品测量结果中扣除,以提高准确性。

光学模型选择:根据样品特性(如透明或不透明)选择合适的米氏(Mie)理论或夫琅禾费(Fraunhofer)衍射理论进行数据反演。

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

超声分散处理:在湿法测量中,对悬浮液施加一定时间和功率的超声波,以打破颗粒间的软团聚和硬团聚。

测量时间设定:设置足够的单次测量时间和重复测量次数,以获得稳定、可重复的散射光能数据。

遮光率控制:在湿法测量中,将样品浓度控制在合适的遮光率范围(通常5%-20%),以平衡信号强度与多重散射影响。

压力与流速调节(干法):优化干法进样的空气压力和流速,确保颗粒充分分散且不发生破碎或过度分级。

结果验证与重复性测试:对同一样品进行多次独立测量,计算关键粒度参数(如D50)的相对标准偏差,评估方法的重复性。

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束。

样品池/测量单元:干法为样品窗和气流通道,湿法为光学透明的玻璃或石英流通池,用于容纳被测样品。

傅立叶透镜系统:核心光学部件,将不同角度的衍射光会聚到位于其后焦平面的探测器上,实现角度与空间的对应。

多元探测器阵列:由一系列同心环状或半圆状排列的光电二极管组成,用于同步检测不同散射角下的光强信号。

辅助探测器:位于中心或侧向,用于检测大角度散射光或前向小角度散射光,以扩展测量下限或上限。

干法进样系统:包括振动进样器、文丘里分散管、压缩空气源和压力调节装置,用于粉末的自动分散和输送。

湿法进样循环系统:包括搅拌器、超声探头、离心泵和循环管路,用于悬浮液的制备、分散、脱气和循环测量。

超声分散器:集成在湿法循环系统中,功率和时间可调,用于在测量前或测量中对样品进行在线超声处理。

计算机与软件:用于控制仪器运行、设置测量参数、采集数据、基于光学模型反演计算粒度分布并生成报告。

折射率数据库:软件内置常见材料在不同波长下的折射率数据,供用户调用或作为设置参考。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
北检(北京)检测技术研究院
北检(北京)检测技术研究院