颗粒粒度激光分析

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-04-01  

本检测详细介绍了颗粒粒度激光分析技术,这是一种基于激光衍射和散射原理,用于测量颗粒样品粒径分布及特性的现代分析方法。文章系统阐述了该技术的核心检测项目、广泛的适用检测范围、关键检测方法原理以及主流检测仪器设备,为相关领域的科研、生产与质量控制提供全面的技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

体积平均粒径:基于颗粒体积分布计算出的平均粒径,是表征样品整体粒度大小的核心参数。

数量平均粒径:基于颗粒数量分布计算的平均粒径,对体系中大量细小颗粒的存在更为敏感。

面积平均粒径:基于颗粒表面积分布计算的平均粒径,与颗粒的表面特性及反应活性密切相关。

粒度分布宽度:通常以Span值或多分散指数表示,用于描述颗粒体系的均匀性或分散程度。

特征粒径D10:累积分布达到10%时所对应的粒径,表示样品中小颗粒的临界尺寸。

特征粒径D50:累积分布达到50%时所对应的粒径,即中位径,是衡量样品中心趋势的最常用指标。

特征粒径D90:累积分布达到90%时所对应的粒径,表示样品中大颗粒的临界尺寸。

比表面积:通过粒度分布数据推算的单位质量颗粒的总表面积,是重要的物理化学参数。

分布模态:判断粒度分布曲线是单峰、双峰还是多峰,以分析样品的组成复杂性。

遮光率/浓度:测量过程中样品对激光的衰减程度,是判断测试浓度是否合适的关键过程参数。

检测范围

金属粉末:如钛粉、铝粉、铜粉等,用于增材制造、粉末冶金领域的质量控制。

陶瓷粉体:如氧化铝、碳化硅、氮化硅等,其粒度直接影响烧结性能和最终产品性能。

制药原料与辅料:如API(活性药物成分)、乳糖、微晶纤维素等,粒度影响溶解性、生物利用度和压片性能。

颜料与涂料:如钛白粉、碳酸钙、色浆等,粒度分布决定了产品的着色力、遮盖力和稳定性。

水泥与建材:用于分析水泥、矿粉、石英砂等,粒度与产品强度、水化速度密切相关。

土壤与沉积物:用于环境科学与地质研究,分析土壤的颗粒组成和质地分类。

乳液与悬浮液:如农药乳油、化工乳液、墨水等,分析液滴或悬浮颗粒的尺寸分布。

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

电池材料:如正负极材料(钴酸锂、石墨)、导电剂等,粒度影响电池的比容量和倍率性能。

化妆品与个人护理品:如防晒霜中的二氧化钛、粉底中的色粉等,粒度影响肤感和防晒效果。

检测方法

激光衍射法:最主流的方法,基于夫琅禾费衍射或米氏散射理论,通过分析颗粒群产生的衍射光强角分布反演粒度分布。

动态光散射法:又称光子相关光谱法,通过分析溶液中纳米颗粒布朗运动引起的激光散射光强波动来测量纳米粒度。

静态光散射法:测量不同角度下的散射光强,结合理论模型计算颗粒尺寸,常用于大分子或胶体体系。

米氏理论计算:一种精确的光散射理论模型,适用于任何尺寸的颗粒,需要已知颗粒和分散介质的折射率。

夫琅禾费近似理论:激光衍射的简化理论,适用于粒径远大于激光波长的颗粒,计算速度快,无需光学参数。

偏振强度差散射技术:利用不同偏振状态的散射光差异,提高对亚微米及纳米颗粒的检测灵敏度和分辨率。

干法分散测量:样品通过压缩空气分散后直接进行测量,适用于易于分散的粉体,流程快捷。

湿法分散测量:样品在合适的液体分散剂中经超声、搅拌分散后测量,适用于易团聚或需在液态下评估的样品。

喷雾法测量:将液体样品(如喷雾剂、乳液)直接雾化喷入测量区,实时测量液滴的粒度分布。

图像辅助分析:结合显微图像与激光衍射数据,对不规则形状或复杂体系的颗粒进行更准确的形貌与尺寸分析。

检测仪器设备

激光粒度分析仪:集成激光器、检测器、样品池和数据处理系统的核心设备,用于执行激光衍射测量。

干法进样系统:包含文丘里管、 Venturi 分散器、气压调节装置等,用于实现粉体的干法分散与输送。

湿法进样系统:包含循环分散池、搅拌器、超声探头、离心泵等,用于实现样品的湿法分散与循环测量。

自动进样器:可编程控制的多样品位装置,实现多个样品的自动连续测量,提高检测效率。

高灵敏度多角度检测器:由一系列排列在不同角度的光电二极管阵列或环形检测器组成,用于捕捉全方位的散射光信号。

He-Ne气体激光器或半导体激光器:提供单色性、方向性好的高强度激光光源,常用波长为632.8nm或532nm。

超声分散装置:集成于湿法系统或作为独立附件,通过高频超声波能量打碎颗粒团聚体,实现充分分散。

折射率数据库:仪器内置或联机的材料光学参数(折射率、吸光度)数据库,是米氏理论计算的基础。

数据处理与报告软件:负责控制仪器运行、采集数据、基于模型反演计算粒度分布并生成多种格式报告的专业软件。

标准校验样品:已知精确粒径的单分散或标准分布颗粒(如聚苯乙烯微球),用于仪器的性能验证与校准。

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
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