細（粒）度檢測：核心檢測項目與應用解析

一、細（粒）度檢測的定義與意義

1. 質量控制：確保材料或產品的粒度符合行業標準或應用需求。
2. 工藝優化：通過分析粒度變化指導生產流程調整。
3. 性能預測：通過粒度參數推斷材料的強度、溶解度、分散性等性能。

二、核心檢測項目及方法

1. 顆粒尺寸及分布

• 檢測參數：平均粒徑（D50）、粒徑分布范圍（D10/D90）、比表面積等。
• 常用方法：
  • 激光衍射法：通過顆粒對激光的散射特性計算粒徑分布，適用于0.1~3000 μm的顆粒。
  • 動態光散射法（DLS）：用于納米級顆粒（1~1000 nm）的尺寸分析。
  • 篩分法：傳統機械篩分，適用于>50 μm的顆粒。
• 應用實例：水泥細度檢測（影響混凝土強度）、藥物顆粒均勻性分析（影響藥效釋放）。

2. 顆粒形貌

• 檢測參數：顆粒形狀（球形度、長徑比）、表面粗糙度等。
• 常用方法：
  • 掃描電子顯微鏡（SEM）：高分辨率成像，直觀觀察顆粒微觀形貌。
  • 圖像分析法：結合光學顯微鏡和圖像處理軟件，定量分析形狀參數。
• 應用實例：金屬粉末形貌對3D打印件致密性的影響研究。

3. 顆粒濃度

• 檢測參數：單位體積或質量中顆粒的數量或體積占比。
• 常用方法：
  • 濁度法：通過液體中懸浮顆粒的光散射強度推算濃度。
  • 重量法：烘干稱重計算固含量。
• 應用實例：工業廢水懸浮物濃度檢測、涂料固含量測定。

4. 功能性參數

• 檢測參數：
  • 流動性：通過休止角、振實密度等指標評估顆粒的流動性能。
  • 分散性：測定顆粒在介質中的團聚程度。
  • Zeta電位：表征顆粒表面電荷，預測分散穩定性。
• 常用方法：
  • 粉末流動性測試儀：測定休止角、壓縮度等。
  • Zeta電位儀：通過電泳光散射法分析表面電荷。
• 應用實例：鋰電池正極材料的分散性影響電池充放電效率。

三、檢測標準與儀器選擇

• 國際標準：ISO 13320（激光衍射法）、ISO 22412（動態光散射法）。
• 行業標準：ASTM B822（金屬粉末粒度）、GB/T 19077（篩分法）。
• 儀器選擇依據：需結合樣品性質（如粒徑范圍、導電性、是否溶于水）和檢測目標（如是否需要實時監測）進行選擇。

四、應用場景與案例分析

1. 制藥行業

• 檢測項目：藥物顆粒的D90值（確保藥物溶出速率符合標準）。
• 案例：片劑生產過程中，若顆粒過粗可能導致有效成分釋放不均。

2. 新能源材料

• 檢測項目：鋰電負極材料的粒徑分布和比表面積。
• 案例：納米級硅碳材料的比表面積過高可能導致電池首次充放電效率下降。

3. 環境監測

• 檢測項目：PM2.5/PM10的濃度及成分分析。
• 案例：通過顆粒物形貌識別污染源（如球形顆粒多來自燃煤，不規則顆粒來自揚塵）。

五、技術發展趨勢

1. 在線實時檢測：結合傳感器和AI算法，實現生產過程中的粒度動態監控。
2. 多參數聯用技術：如將激光衍射與圖像分析結合，同步獲取尺寸和形貌數據。
3. 納米級檢測精度提升：針對半導體、生物醫藥領域對1 nm以下顆粒的檢測需求。