粒度表征 | 基本概念：粒度和等效粒径，D10、D50和D90
粒度表征 | 基本概念：粒度和等效粒径，D10、D50和D90
随着科学技术的日益进步和发展，市场竞争趋于日益激烈，因此无论是出于优化改善产品性能还是更好地控制产品质量的目的，许多行业越来越认识到颗粒特性表征的重要性。
颗粒的特性包括几何特性，例如形状、尺寸等，也包含表面性质和机械性能等。不同的特性对材料性质有不同的影响，而颗粒粒度是许多产品生产中的关键参数，因此，已经成为不同行业的常规基础检测项目之一。
图1 颗粒的粒度范围【1】
如何定义粒度
颗粒的粒度定义为颗粒所占据空间大小的尺度。其范围跨度非常广，可以从零点几纳米到几千微米。图1给出了各种颗粒物质的粒度范围。
对于完美的表面光滑的球形颗粒，其直径即是它的粒度。但非球体或者表面不光滑的颗粒，其粒度表征就会复杂很多。因此，引出了等效球（圆）径的概念。需要注意的是，不同的等效方式，得到的粒径结果可能是不同的。因此在进行数据对比时，要格外注意。
图2 等效球（圆）示意图
在使用动态光散射原理表征纳米颗粒的粒度时，基于的是颗粒做布朗运动的快慢，因此等效的是与被测颗粒具有相同扩散速率的球体的直径。
粒度分布
对于整个测量体系，如果其中每个颗粒的尺寸完全相同，则认为体系是单分散的，否则将由不同尺寸的颗粒统计分布组成，此时关注颗粒粒度分布图是有必要的。
最常用的解释粒度分布图的参数包括：
- 均值：体系的平均粒度
- 中值：粒度分布中间的粒度
- 峰值：具有最高频率的粒度
要特别说明的是，若粒度分布图不是完全对称的，则这三个参数不是完全相等的。
图3 粒度分布：中值、峰值和平均值示意图
D10：体系中累积分布占比达到10%时的对应的粒度
D50：体系中累积分布占比达到50%时的对应的粒度
D90：体系中累积分布占比达到90%时的对应的粒度
例如：若某样品的D10=3 μm，D50=10 μm，D90=12 μm，按照颗粒从小到大分布，说明在组成该样品的所有颗粒体系中，小于等于3 μm的颗粒占比10%；小于等于10 μm的颗粒占比50%；小于等于12 μm的颗粒占比90%。
图4 粒度分布：D10、D50和D90示意图
图5 累积分布：D10、D50和D90示意图
参考文献
[1] Xu R L. Particle characterization: Light Scattering Methods. Dordrech: Kluwer Academic Publishers, 2000.
本文原文来自中国粉体网