粒度粒径测试基本知识
粒度测试的基本知识和基本方法
粒度测试的基本知识和基本方法本文从应用角度出发，提出了大家关心的一些粒度测试方面的基本问题，并对这些问题进行了解答。
同时介绍了目前常用的几种粒度测试方法的原理、应用情况以及它们各自的优缺点，并在此基础上对粒度测试工作的几个实际问题进行了探讨。
关键词：粒度测试；等效粒径；激光法；沉降法粒度测试是通过特定的仪器和方法对粉体粒度特性进行表征的一项实验工作。
粉体在我们日常生活和工农业生产中的应用非常广泛。
如面粉、水泥、塑料、造纸、橡胶、陶瓷、药品等等。
在的不同应用领域中，对粉体特性的要求是各不相同的，在所有反映粉体特性的指标中，粒度分布是所有应用领域中最受关注的一项指标。
所以客观真实地反映粉体的粒度分布是一项非常重要的工作。
下面就我具体讲一下关于粒度测试方面的基知识和基本方法。
一、粒度测试的基本知识1、颗粒：在一尺寸范围内具有特定形状的几何体。
这里所说的一尺寸一般在毫米到纳米之间，颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。
颗粒的概念似乎很简单，但由于各种颗粒的形状复杂，使得粒度分布的测试工作比想象的要复杂得多。
因此要真正了解各种粒度测试技术所得出的测试结果，明确颗粒的定义是很重要的。
2、粉休：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。
3、粒度：颗粒的大小叫做颗粒的粒度。
4、粒度测试复杂的原因由于颗粒的形状多为不规则体，因此用一个数值去描述一个三维几何体的大小是不可能的。
为了叙述方便，我们以火柴盒为例，如图2。
用一把直尺量一个火柴盒的尺寸，你可以得出这个火柴盒的尺寸是20×10×5mm。
但你不能说这个火柴盒是20mm或10mm或5mm，因为这几个数值只是它大小尺寸的一个侧面而不是它的整体。
可见，用一个数值去直接描述一个火柴盒的大小都是不可能的，同样，对于一个形状极其复杂的颗粒来说，用一个数值去直接描述它们的大小就更不可能了。
那么，怎样仅用一个数值描述一个颗粒的大小？这是粒度测试的基本问题。
粒度粒径测试基本知识
等效粒径的种类 及测试方法
? 等效体积径：即与所测颗粒具有相同体积的同质
球形颗粒的直径。激光法所测粒径一般认为是等
效体积径。 ? 等效筛分径 ( 筛分法的粒径 ) ? 等效沉速径 ( 沉淀法的粒径 ) ? 等效投影面积径 ( 显微镜法的粒径 ) ? 等效体积径 ( 光学法的粒径 ) 。
。 准 HG/T3744 云母珠光颜料
缺点 ：不宜测量粒度分布很窄的样品，分辨率相对较低。
第十四页，编辑于星期三：二点 二十一分。
激光法应用领域
应用领域包括制药，生物医药，纳米材 料等行业。典型样品：氧化铝 /铜/金钢粉、
半导体、硅盐等无机材料，聚合物乳胶、
乳液、油漆、颜料、药物、甾体等有机体。
第十五页，编辑于星期三：二点 二十一分。
激光法所用的理论
夫琅和 费理论：当颗粒直径比入射波长大得多时发生衍射散射 ,
这时由夫琅禾费衍射理论求得的光强度和米氏散射理论求得的光强度 大体一致 ,但前者计算过程较简便 ,因此当 D > >λ时用夫琅禾费衍射理
论作为散射理论的近似处理 。
米氏理论：
当颗粒粒径小于等于波长时，就必须使用米氏
理论了。 Mie理论是描述散射现象的严格理论，因此许多国外仪器和
粒子的布朗运动导致光强的波动 当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象。散射光的传播方向 将与主光束的传播方向形成一个夹角。颗粒越大，产生的散射光的 θ角就越小； 颗粒越小，产生的散射光的 θ角就越大。散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。 这样，在不同的角度上测量散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。
仪器原理不同，一般来说测试结果
是不同的。只有当颗粒是球形时，不
粒度测试的基本知识和基本方法
粒度测试的基本知识和基本方法粒度测试是通过特定的仪器和方法对粉体粒度特性进行表征的一项实验工作。
粉体在我们日常生活和工农业生产中的应用非常广泛。
如面粉、水泥、塑料、造纸、橡胶、陶瓷、药品等等。
在的不同应用领域中，对粉体特性的要求是各不相同的，在所有反映粉体特性的指标中，粒度分布是所有应用领域中最受关注的一项指标。
所以客观真实地反映粉体的粒度分布是一项非常重要的工作。
下面就我具体讲一下关于粒度测试方面的基知识和基本方法。
一、粒度测试的基本知识1、颗粒：在一尺寸范围内具有特定形状的几何体。
这里所说的一尺寸一般在毫米到纳米之间，颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。
2、粉休：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。
3、粒度：颗粒的大小叫做颗粒的粒度。
4、粒度分布：用特定的仪器和方法反映出的不同粒径颗粒占粉体总量的百分数。
有区间分布和累计分布两种形式。
区间分布又称为微分分布或频率分布，它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。
累计分布也叫积分分布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。
5、粒度分布的表示方法：①表格法：用表格的方法将粒径区间分布、累计分布一一列出的方法。
②图形法：在直角标系中用直方图和曲线等形式表示粒度分布的方法。
③函数法：用数学函数表示粒度分布的方法。
这种方法一般在理论研究时用。
如著名的Rosin-Rammler分布就是函数分布。
6、粒径和等效粒径：粒径就是颗粒直径。
这概念是很简单明确的，那么什么是等效粒径呢，粒径和等效粒径有什么关系呢？我们知道，只有圆球体才有直径，其它形状的几何体是没有直径的，而组成粉体的颗粒又绝大多数不是圆球形的，而是各种各样不规则形状的，有片状的、针状的、多棱状的等等。
这些复杂形状的颗粒从理论上讲是不能直接用直径这个概念来表示它的大小的。
而在实际工作中直径是描述一个颗粒大小的最直观、最简单的一个量，我们又希望能用这样的一个量来描述颗粒大小，所以在粒度测试的实践中的我们引入了等效粒径这个概念。
粒度相关解释
粒度测试是通过特定的仪器和方法对粉体粒度特性进行表征的一项实验工作。
粉体在我们日常生活和工农业生产中的应用非常广泛。
如面粉、水泥、塑料、造纸、橡胶、陶瓷、药品等等。
在的不同应用领域中，对粉体特性的要求是各不相同的，在所有反映粉体特性的指标中，粒度分布是所有应用领域中最受关注的一项指标。
所以客观真实地反映粉体的粒度分布是一项非常重要的工作。
下面具体讲一下关于粒度测试方面的基知识和基本方法。
一、粒度测试的基本知识1、颗粒：在一尺寸范围内具有特定形状的几何体。
这里所说的一尺寸一般在毫米到纳米之间，颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。
2、粉休：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。
3、粒度：颗粒的大小叫做颗粒的粒度。
4、粒度分布：用特定的仪器和方法反映出的不同粒径颗粒占粉体总量的百分数。
有区间分布和累计分布两种形式。
区间分布又称为微分分布或频率分布，它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。
累计分布也叫积分分布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。
5、粒度分布的表示方法：①表格法：用表格的方法将粒径区间分布、累计分布一一列出的方法。
②图形法：在直角标系中用直方图和曲线等形式表示粒度分布的方法。
③函数法：用数学函数表示粒度分布的方法。
这种方法一般在理论研究时用。
如著名的Rosin-Rammler分布就是函数分布。
6、粒径和等效粒径：粒径就是颗粒直径。
这概念是很简单明确的，那么什么是等效粒径呢，粒径和等效粒径有什么关系呢？我们知道，只有圆球体才有直径，其它形状的几何体是没有直径的，而组成粉体的颗粒又绝大多数不是圆球形的，而是各种各样不规则形状的，有片状的、针状的、多棱状的等等。
这些复杂形状的颗粒从理论上讲是不能直接用直径这个概念来表示它的大小的。
而在实际工作中直径是描述一个颗粒大小的最直观、最简单的一个量，我们又希望能用这样的一个量来描述颗粒大小，所以在粒度测试的实践中的我们引入了等效粒径这个概念。
等效粒径是指当一个颗粒的某一物理特性与同质的球形颗粒相同或相近时，我们就用该球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的直径。
工业物料筛分之粒度测试方法解析
工业物料筛分之粒度测试方法解析粒度测试是通过特定的仪器和方法对粉体粒度特性进行表征的一项实验工作。
粉体在我们日常生活和工农业生产中的应用非常广泛。
如面粉、水泥、塑料、造纸、橡胶、陶瓷、药品等等。
在的不同应用领域中，对粉体特性的要求是各不相同的，在所有反映粉体特性的指标中，粒度分布是所有应用领域中最受关注的一项指标。
所以客观真实地反映粉体的粒度分布是一项非常重要的工作。
下面就我具体讲一下关于粒度测试方面的基知识和基本方法。
一、粒度测试的基本知识1、颗粒：在一尺寸范围内具有特定形状的几何体。
这里所说的一尺寸一般在毫米到纳米之间，颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。
2、粉休：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。
3、粒度：颗粒的大小叫做颗粒的粒度。
4、粒度分布：用特定的仪器和方法反映出的不同粒径颗粒占粉体总量的百分数。
有区间分布和累计分布两种形式。
区间分布又称为微分分布或频率分布，它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。
累计分布也叫积分分布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。
5、粒度分布的表示方法：①表格法：用表格的方法将粒径区间分布、累计分布一一列出的方法。
②图形法：在直角标系中用直方图和曲线等形式表示粒度分布的方法。
③函数法：用数学函数表示粒度分布的方法。
这种方法一般在理论研究时用。
如著名的Rosin-Rammler分布就是函数分布。
6、粒径和等效粒径：粒径就是颗粒直径。
这概念是很简单明确的，那么什么是等效粒径呢，粒径和等效粒径有什么关系呢？我们知道，只有圆球体才有直径，其它形状的几何体是没有直径的，而组成粉体的颗粒又绝大多数不是圆球形的，而是各种各样不规则形状的，有片状的、针状的、多棱状的等等。
这些复杂形状的颗粒从理论上讲是不能直接用直径这个概念来表示它的大小的。
而在实际工作中直径是描述一个颗粒大小的最直观、最简单的一个量，我们又希望能用这样的一个量来描述颗粒大小，所以在粒度测试的实践中的我们引入了等效粒径这个概念。
粒度分析报告的基本概念与知识
粒度测试的基本概念和基本知识前言1. 什么是颗粒？颗粒是具有一定尺寸和形状的微小的物体，是组成粉体的基本单元。
它宏观很小，但微观却包含大量的分子、原子。
2. 什么叫粒度？颗粒的大小称为颗粒的粒度。
3. 什么叫粒度分布？不同粒径的颗粒分别占粉体总量的百分比叫做粒度分布。
4. 常见的粒度分布的表示方法？•表格法：用列表的方式表示粒径所对应的百分比含量。
通常有区间分布和累计分布。
•图形法：用直方图和曲线等图形方式表示粒度分布的方法。
5. 什么是粒径？颗粒的直径叫做粒径，一般以微米或纳米为单位来表示粒径大小。
6. 什么是等效粒径？当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时，我们就用该球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的直径。
根据不同的测量方法，等效粒径可具体分为下列几种：•等效体积径：即与所测颗粒具有相同体积的同质球形颗粒的直径。
激光法所测粒径一般认为是等效体积径。
•等效沉速粒径：即与所测颗粒具有相同沉降速度的同质球形颗粒的直径。
重力沉降法、离心沉降法所测的粒径为等效沉速粒径，也叫Stokes径。
•等效电阻径：即在一定条件下与所测颗粒具有相同电阻的同质球形颗粒的直径。
库尔特法所测的粒径就是等效电阻粒径。
•等效投影面积径：即与所测颗粒具有相同的投影面积的球形颗粒的直径。
图像法所测的粒径即为等效投影面积直径。
7. 为什么要用等效粒径概念？由于实际颗粒的形状通常为非球形的，因此难以直接用粒径这个值来表示其大小，而直径又是描述一个几何体大小的最简单的一个量，于是采用等效粒径的概念。
简单地说，粒径就是颗粒的直径。
从几何学常识我们知道，只有圆球形的几何体才有直径，其他形状的几何体并没有直径，如多角形、多棱形、棒形、片形等不规则形状的颗粒是不存在真实直径的。
但是，由于粒径是描述颗粒大小的所有概念中最简单、直观、容易量化的一个量，所以在实际的粒度分布测量过程中，人们还都是用粒径来描述颗粒大小的。
一方面不规则形状并不存在真实的直径，另一方面又用粒径这个概念来表示它的大小，这似乎是矛盾的。
粒度测试的基本概念和基本知识
粒度测试的基本概念和基本知识1.什么是颗粒？颗粒是具有一定尺寸和形状的微小的物体，是组成粉体的基本单元。
它宏观很小，但微观却包含大量的分子、原子。
2.什么叫粒度？颗粒的大小称为颗粒的粒度。
3.什么叫粒度分布？不同粒径的颗粒分别占粉体总量的百分比叫做粒度分布。
4.常见的粒度分布的表示方法？•表格法：用列表的方式表示粒径所对应的百分比含量。
通常有区间分布和累计分布。
•图形法：用直方图和曲线等图形方式表示粒度分布的方法。
5.什么是粒径？颗粒的直径叫做粒径，一般以微米或纳米为单位来表示粒径大小。
6.什么是等效粒径？当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时，我们就用该球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的直径。
根据不同的测量方法，等效粒径可具体分为下列几种：•等效体积径：即与所测颗粒具有相同体积的同质球形颗粒的直径。
激光法所测粒径一般认为是等效体积径。
•等效沉速粒径：即与所测颗粒具有相同沉降速度的同质球形颗粒的直径。
重力沉降法、离心沉降法所测的粒径为等效沉速粒径，也叫Stokes径。
•等效电阻径：即在一定条件下与所测颗粒具有相同电阻的同质球形颗粒的直径。
库尔特法所测的粒径就是等效电阻粒径。
•等效投影面积径：即与所测颗粒具有相同的投影面积的球形颗粒的直径。
图像法所测的粒径即为等效投影面积直径。
7.为什么要用等效粒径概念？由于实际颗粒的形状通常为非球形的，因此难以直接用粒径这个值来表示其大小，而直径又是描述一个几何体大小的最简单的一个量，于是采用等效粒径的概念。
简单地说，粒径就是颗粒的直径。
从几何学常识我们知道，只有圆球形的几何体才有直径，其他形状的几何体并没有直径，如多角形、多棱形、棒形、片形等不规则形状的颗粒是不存在真实直径的。
但是，由于粒径是描述颗粒大小的所有概念中最简单、直观、容易量化的一个量，所以在实际的粒度分布测量过程中，人们还都是用粒径来描述颗粒大小的。
一方面不规则形状并不存在真实的直径，另一方面又用粒径这个概念来表示它的大小，这似乎是矛盾的。
粒度测试的基本知识
粒度测试的基本知识1、颗粒颗粒是在一定尺寸范围内具有特定形状的几何体，如图1。
颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。
颗粒的概念似乎很简单，但由于各种颗粒的形状复杂，使得粒度分布的测试工作比想象的要复杂得多。
因此要真正了解各种粒度测试技术所得出的测试结果，明确颗粒的定义是很重要的。
2、粒度测试复杂的原因由于颗粒的形状多为不规则体，因此用一个数值去描述一个三维几何体的大小是不可能的。
为了叙述方便，我们以火柴盒为例，如图2。
用一把直尺量一个火柴盒的尺寸，你可以得出这个火柴盒的尺寸是20×10×5mm。
但你不能说这个火柴盒是20mm或10mm或5mm，因为这几个数值只是它大小尺寸的一个侧面而不是它的整体。
可见，用一个数值去直接描述一个火柴盒的大小都是不可能的，同样，对于一个形状极其复杂的颗粒来说，用一个数值去直接描述它们的大小就更不可能了。
那么，怎样仅用一个数值描述一个颗粒的大小？这是粒度测试的基本问题。
3、等效粒径只有一种形状的颗粒可以用一个数值来描述它的大小，那就是球型颗粒。
如果我们说有一个50μ的球体，仅此就可以确切地知道它的大小了。
但对于其它形状的物体甚至立方体来说，就不能这样说了。
对立方体来说，50μ可能仅指该立方体的一个边长度。
对复杂形状的物体，也有很多特性可用一个数值来表示。
如重量、体积、表面积等，这些都是表示一个物体大小的唯一的数值。
如果我们有一种方法可测得火柴盒重量的话，我们就可以公式重量=----------------------------------------------------------- (1)由公式（1）可以计算出一个唯一的数（2r）作为与火柴盒等重的球体的直径，用这个直径来代表火柴盒的大小，这就是等效球体理论。
也就是说，我们测量出粒子的某种特性并根据这种特性转换成相应的球体，就可以用一个唯一的数字（球体的直径）来描述该粒子的大小了。
这使我们无须用三个或更多的数值去描述一个三维粒子的大小，尽管这种描述虽然较为准确，对于达到一些管理的目的而言是不方便的。
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光透原理——Beel定律
要测量悬浮液中成千上万个颗粒的沉降速度是很困难的，所以在 实际应用过程中是通过测量不同时刻透过悬浮液光强的变化率来间接 地反映颗粒的沉降速度的。光强的变化率与粒径的关系由比尔定律来
描述 。用光透法测量沉降速度是目前比较流行的方法。
沉降法
• 优点 ：该法在涂料和陶瓷等工业中是一种传统的粉体粒径测试方法。 已制定的国际标准 ( ISO 3262 Extenders for Paint Specifications andMethods of Test) 对涂料中常用的 21 种体质颜料的粒度分布测试 方法 , 测试原理均基于沉降法。 • 缺点 ：测量速度慢，不能处理不同密度的混合物。结果受环境因素 （比如温度）和人为因素影响较大。
粒度分布的表达
粒度分布的常用表达方法： 数量分布 体积分布
粒度测试中的典型数据
• 平均径： 表示颗粒平均大小的数据。有很多不同的平均值的算法，如D[4， 3]等。根据不同的仪器所测量的粒度分布，平均粒径分、体积平均径、 面积平均径、长度平均径、数量平均径等。 • D50： 也叫中位径或中值粒径，这是一个表示粒度大小的典型值，该值 准确地将总体划分为二等份，也就是说有50%的颗粒超过此值，有 50%的颗粒低于此值。如果一个样品的D50=5μm，说明在组成该样 品的所有粒径的颗粒中，大于5μm的颗粒占50％，小于5μm的颗粒也 占50％。 • 最频粒径： 是频率分布曲线的最高点对应的粒径值。 • D97：D97 一个样品的累计粒度分布数达到 97%时所对应的粒径。 它的物理意义是粒径小于它的的颗粒占 97%。这是一个被广泛应用的 表示粉体粗端粒度指标的数据。
这样，在不同的角度上测量散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。
向前的散射 光束通过特殊的广角元件在检测器上测 量，在向前的方向（最低测量极限 ~0.1um），使用的这一设计大约能包含60 度范围内的散射角。 向后的散射 为了获得纳米级颗粒的散射光。必须 包含明显更大的角度范围。使用了向后的 散射光束，在60到180度的角度范围内作为 向后的散射面检测。使用这一设计测量的 最低下限为10nm.
由于测量方法不同，同一个颗粒得 到了多个不同的结果。
粒度测试的基本方法
1，激光法 激光法是通过一台激光散射的方法来测 量悬浮液，乳液和粉末样品颗粒分布的多 用途仪器。纳米型和微米型激光料度仪还 可以通过安装的软件来分析颗粒的形状。 现在已经成为颗粒测试的主流.
激光法特点
优点 ：(1) 适用性广 , 既可测粉末状的颗粒 , 也可测悬浮液和乳浊 液中的颗粒 ; (2) 测试范围宽 , 国际标准 ISO 13320 - 1 Particle Size Analysis 2 LaserDiffractionMeth 2 ods 2 Part1: General Princip les 中规定激光衍射散射法的应用范围为 0 . 1 ～ 3 000 μ m; (3) 准确性 高 , 重复性好 ; (4) 测试速度快 ; (5) 可进行在线测量。在涂料工业中 该法也已得到了业内人士的认同 , 某些涂料及相关产品已制定了相应 的测试方法标准 , 如 , 国际标准 ISO 8310 — 13 Coating Powders 2 Part 13: Par 2 ticle Size Analysis by Laser Diffraction 和化工行业标 准 HG/T3744 云母珠光颜料。 缺点 ：不宜测量粒度分布很窄的样品，分辨率相对较低。
湿法分散系统 通过机械搅拌、超声波分散和全内置 循环三种方式于一体，使样品充分分散， 提高样品测试的准确性 干法分散系统 通过气流分散使样品得到充分分散，提 高样品测试准确性。
激光衍射法又称小角度激光光散射法，应用了完全的米氏散射理论。 颗粒在激光束的照射下，散射角与颗粒直径成反比，散射光强与角度 的 增加呈对数规律衰减。
激光粒度仪系统示意图。包括半导体激光器、多元光电探测器、光路系 统、电路系统、软件系统、循环分散系统等。
2. 沉降法
沉降法又分为：如沉降天平、光透沉降、离心沉降等。 斯托克斯Stokes 定律 根据不同粒径的颗粒在液体中的沉降速度不同测量粒度分布的一种方法。 它的基本过程是把样品放到某种液体中制成一 定浓度的悬浮液，悬浮液中的 颗粒在重力或离心力作用下将发生沉降。大颗粒的沉降速度较快，小颗粒的 沉降速度较慢。斯托克斯Stokes 定律是沉降法粒度测试的基本理论依据。
粒度测试 grain size，particle size 基本知识和基本方法
粒度
颗粒的大小称为“粒径”，又称为“粒度” 或者“直径”。
等效粒径
等效球体
粒度 颗粒的大小称为粒度。一般颗粒的 大小又以直径表示 , 故也称为粒径。用一定方法 反映出一系列不同粒径区间颗粒分别占试样总量 的百分比称为粒度分布。 等效粒径 由于实际颗粒的形状通常为非球 形的 , 难以直接用直径表示其大小 , 因此在颗粒粒 度测试领域 , 对非球形颗粒 , 通常以等效粒径 ( 一 般简称粒径 ) 来表征颗粒的粒径。 等效粒径 是指当一个颗粒的某一物理特性 与同质球形颗粒相同或相近时 , 就用该球形颗粒 的直径代表这个实际颗粒的直径。
光子交叉相关光谱法（PCCS）
工作原理：光子交叉相关光谱法（PCCS） 从光源发出的两束频率相同、相位一致的激光束，在测试区域相 交，在两个检测器上得到两份相似的光强信号的涨落变化，两份 光强信号同 的部分则是干扰信号，被滤除。光电倍增管将相同的真实的颗粒 信号送给相关器处理，相关器将处理结果输送给计算机，得出最 后的测试报告。
总之，现有的所有的粒度测量手段 给出的粒径都是等效粒径。因此除了 球形颗粒以外，测试结果同仪器原理 有关，或者说同“等效”所参照的物 理参数或物理行为有关。 仪器原理不同，一般来说测试结果 是不同的。只有当颗粒是球形时，不 同原理仪器的结果才可能相同。
等效球体的意义
• 作为粒度标准的物质必须是球状的，以便 于各种方法之间的比较。 • 目前所说的粒度测试，测试结果均是用 等效球体来表示的。这是目前几乎所有粒 度测试仪器和方法的基本原理。
由于激光具有很好的单色性和极强的方向性，所以一束 平行的激光在没有阻碍的无限空间中将会照射到无限远的地 方，并且在传播过程中很少有发散的现象。如图 7 所示
。
粒子的布朗运动导致光强的波动
当光束遇到颗粒阻挡时，一部分光将发生散射现象。散射光的传播方向 将与主光束的传播方向形成一个夹角。颗粒越大，产生的散射光的θ角就越小； 颗粒越小，产生的散射光的θ角就越大。散射光的强度代表该粒径颗粒的数量。
激光法应用领域
应用领域包括制药，生物医药，纳米材 料等行业。典型样品：氧化铝/铜/金钢粉、 半导体、硅盐等无机材料，聚合物乳胶、 乳液、油漆、颜料、药物、甾体等有机体。
激光法所用的理论
夫琅和费理论：当颗粒直径比入射波长大得多时发生衍射散射, 这时由夫琅禾费衍射理论求得的光强度和米氏散射理论求得的光强度 大体一致,但前者计算过程较简便,因此当D > >λ时用夫琅禾费衍射理 论作为散射理论的近似处理。 米氏理论： 当颗粒粒径小于等于波长时，就必须使用米氏 理论了。 Mie理论是描述散射现象的严格理论，因此许多国外仪器和 部分国产仪器都把“采用全米氏理论”作为仪器的重要优点之一。所 谓全米氏理论，是指大颗粒（远远大于光波长，可见光波长范围为 0.4～0.7μm）和小颗粒（小于等于光波长）均采用米氏理论。 光子相关光谱分析法分析PCS 对超细颗粒 ( 如纳米材料 ) 采用 激光衍射散射式粒度仪已不能准确测量其粒径 , 应选用根据光子相关 光谱技术制备的仪器测量 ( 颗粒粒度在 1 nm ～ 1 μ m) 。
3 筛分法
• • 按照被测试样的粒径大小及分布范围，将大小不同筛孔的筛子叠放在一起 进行筛分，收集各个筛子的筛余量，称量求得被测试样以重量计的颗粒粒径 分布。 优点 ：成本低，使用容易。 缺点 ：对小于４００目（３８u）的干粉很难测量。测量时间越长，得到的 结果就越小。不能测量射流或乳浊液；在测量针状样品时这会得到一些奇怪 的结果。难以给出详细的粒度分布；操作复杂，结果受人为因素影响较大； 所谓某某粉体多少目，是指用该目数的筛筛分后的筛余量小于某给定值。如 果不指明筛余量，“目”的含义是模糊的，给沟通带来不便。
颗粒大小分级习惯术语
纳米颗粒 1-100 nm 亚微米颗粒 0.1-1 um 微粒、微粉 1-100 um 细粒、细粉 100-1000 um 粗粒 大于1 mm
粒度测试的目地
微小颗粒态物质在日常生活和工业生产 中有着很广泛的应用，尺寸的大小和分布 情况直接关系到工业流程，产品质量以及 能源消耗和生产过程的安全性。因此，准 确方便地测量微小颗粒的直径（粒径）并 得到粒径分布函数成为一个非常有意义的 课题。
200g
P % 95 87 78 66 55 36
10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1
10 16 18 24 22 38 72
筛分法原理图
筛分法就是用一套标准筛子如孔直径(mm)： 20、10、5.0、2.0、l.0、0.5、0.25、0.1、 0.075， 将烘干且分散了的200g有代表性的试样倒入 标准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上 的土重，并计算出各粒组的相对含量，即得 土的颗粒级配。 比重计法(也称密度计法) ：是沉降分析法 的一种，另外还有移液管法(也称吸管法)。 该两法的理论基础都是依据Stokes(司笃克 斯)定律，即球状的细颗粒在水中的下沉速 度与颗粒直径的平方成正比
粒度仪主要性能指标
• 重复性 重复性是指同一个样品多次测量结果之间的偏 差，是衡量一台粒度测试仪或一种测试方法好坏的最重要 的指标。影响因素有仪器和方法、样品制备因素、环境因 素以及操作因素等。 • 准确性 由于粒度测试的特殊性，通常用真实性来表示准 确性的含义。由于粒度测试所测得的粒径为等效粒径，对 同一个颗粒，不同的等效方法可能会得到不同的等效粒径。 仪器对标准样的测量结果应在标称值允许的误差范围内； 经粉碎后的样品应比粉碎前更细；经分级后的样品的粒度 分布将发生变化（比如大颗粒含量减少等）；结果与行业 标准或公认的方法一致等。 • 重复性比准确性更重要。