粒度测试的基本概念和基本知识问答
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
用一定方法反映出一系列不同粒径颗粒分别占粉体总量的百分比叫做粒度分布。
4. 粒度分布的表示方法
1) 表格法：用列表的方式给出某些粒径所对应的百分比的表示方法。通常有区间分布和累计分布。
2) 图形法：用直方图和曲线等图形方式表示粒度分布的方法。
3) 函数法：用函数表示粒度分布的方法。常见有R-R分布，正态分布等。
5. 什么是粒径
粒径就是颗粒的直径，一般以微米(μm)为单位。
6. 什么是等效粒径
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，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：
1) 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。
2) 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。
3) 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。
4) 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。
8. 什么叫D50
D50是指累计分布百分数达到50％时所对应的粒径值。它是反映粉体粒度特性的一个重要指标之一。D50又称中位径或中值粒径。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％。
9. 什么叫平均径
平均径是通过对粒度分布加权平均得到的一个反映粉体平均粒度的一个量。具体有重量平均径、体积平均径、面积平均径、个数平均径等。
10. 什么叫D97它的作用是什么
D97是指累计分布百分数达到97％时对应的粒径值。它通常被用来反映粉体粗端粒度指标，是粉体生产和应用中一个重要的粒度指标。
11. 常用的粒度测试方法有那些
常用的粒度测试方法有筛分法、显微镜（图象）法、重力沉降法、离心沉降法、库尔特（电阻）法、激光衍射 /散射法、电镜法、超声波法、透气法等。
12. 各种常用粒度测试方法各有那些优缺点
1) 筛分法：优点：简单、直观、设备造价低、常用于大于40μm的样品。缺点：不能用于40μm以细的样品；结果受人为因素和筛孔变形影响较大。
2) 显微镜法：优点：简单、直观、可进行形貌分析。缺点：速度慢、代表性差，无法测超细颗粒。
3) 沉降法（包括重力沉降和离心沉降）：优点：操作简便，仪器可以连续运行，价格低，准确性和重复性较好，测试范围较大。缺点：测试时间较长。
4) 库尔特法：优点：操作简便，可测颗粒总数，等效概念明确，速度快，准确性好。缺点：测试范围较小，小孔容易被颗粒堵塞，介质应具备严格的导电特性。
5) 激光法：优点：操作简便，测试速度快，测试范围大，重复性和准确性好，可进行在线测量和干法测量。缺点：结果受分布模型影响较大，仪器造价较高。
6) 电镜：优点：适合测试超细颗粒甚至纳米颗粒、分辨率高。缺点：样品少、代表性差、仪器价格昂贵。
7) 超声波法：优点：可对高浓度浆料直接测量。缺点：分辨率较低。
8) 透气法：优点：仪器价格低，不用对样品进行分散，可测磁性材料粉体。缺点：只能得到平均粒度值，不能测粒度分布。
13. 什么叫频率分布和累计分布
由于粉体通常是由大量的大小不同的颗粒组成的，因此进行粒度测试时须分成大小若干粒径区间。每个粒径区间内颗粒的相对含量的一系列百分数，称为频率分布；小于某粒径的相对含量的一系列百分数称为累计分布。累计分布是由频率分布累加得到的。
14. 什么叫重复性
同一个样品多次测量所得结果的相对误差称为重复性。重复性是衡量粒度仪器和粒度测试方法优劣的主要指标。
15. 重复性是如何计算的
其中，n为测量次数(一般n>=10)；
Xi为每次测试的结果；
X为多次测量的平均值；
σ为标准差；
那么重复性相对误差为：
16. 影响重复性的因素有那些
1) 仪器或方法的稳定性。
2) 样品分散是否充分。
3) 取样是否具有代表性。
4) 操作过程是否规范。
5) 环境（包括电压、温度等）因素。
17. 什么是粒度测试的准确性，它是如何计算的
粒度测试的准确指某一仪器对标准样品的测量结果与该标准样标称值之间的误差。其算法为：
18. 什么是粒度测试的真实性
由于实际颗粒大多不是球型的，无法用一个数值来准确地表达一个实际颗粒的大小，加上不同原理和不同厂家的仪器的标准不尽相同，因此常常出现同一个样品会得到几个不同测量结果的情况。尽管这些不同的测试结果的主要原因是由于颗粒本身形状的复杂性造成的，但测试结果还是不能漫无边际，应在一个合理的范围内。这种不同仪器所测试的结果的差别应在一个合理的范围内的要求称为粒度测试的真实性。粒度测试真实性目前尚无统一的定量标准，只有一些相对的定性的依据。比如粉碎前的样品应比粉碎后粗些；粉碎时间短的应比粉碎时间长的粗些；分级前应比分级后粗些；对球形颗粒的测试结果应一致等等。
19. 沉降法粒度测试原理--Stokes定律
沉降法是通过测量颗粒在液体中的沉降速度来反映粉体粒度分布的一种方法。我们知道，在液体中大颗粒沉降速度快，小颗粒沉降速度慢。沉降速度与粒径的数量关系我们可以从下面的Stokes定律的数学表达式得到：从Stokes定律中我们可以看到，颗粒的沉降速度与粒长的平方成正比，可见在重力沉降中颗粒越细沉降速度越慢。
比如在相同条件下，两个粒径比为10：1，那么这两个颗粒的沉降速度之比为100:1。为了加快细颗粒的沉降速度，缩短测试时间，提高测试精度，许多沉降仪引入了离心沉降手段来加快细颗粒的沉降速度。离心状态下粒径与沉降速度的关系如下：
这就是离心状态下的Stokes定律。其中ω为离心机角速度，r为颗粒到轴心的距离。由于离心机转速较高，ω2r远远大于重力加速度g，因此同一个颗粒在离心状态下的沉降速度V c 将远远大于重力状态下的沉降速度V，这就是离心沉降可以缩短测试时间的原因。
