吳瑾

珠海歐美克儀器有限公司應用經理，主要負責粒度檢測技術產品的應用和技術支持工作。對于粒度粒形表征基礎理論、測量原理和應用技術積累了豐富、深入的實戰經驗，能夠從粉體質量和行業要求等多個維度來分析顆粒檢測與表征，為客戶提供科學、獨到的解決方案。

多分散樣品通常指樣品中顆粒的尺寸分布范圍較寬，且粒度分布曲線呈現非單一峰值的體系。與單分散體系（顆粒尺寸高度均勻，分布狹窄）相對，多分散體系中的顆粒尺寸差異顯著，可能形成雙峰、多峰或連續寬分布。

▲ 單分散

▲ 多分散（多峰）

▲ 多分散（連續寬分布）

圖1中，樣品粒度呈雙峰分布，即顆粒尺寸集中在兩個不同區間（0.7-15μm和15-200μm），且兩個組分體積相等（或接近），D50剛好在分布曲線谷底的位置。采用衍射法做粒度表征的時候，D50的重復性、重現性往往表現不好。

▲ 圖1

不做方法開發的特征值重復性表現如下，D50的RSD值高達28%

測量方法優化

現有方法的局限性分析

在雙峰對稱分布中，D50處于谷底平臺區，該區域具有顯著的非單調敏感性。當峰位偏移3%時，D50波動可達15%。這種現象源于概率密度函數在該區間的低梯度特性，導致測量噪聲被幾何級數放大。

▲ 雙峰體系特征值統計結果

▲ 單分散體系特征值統計結果

偏差主要來源于： 

   - 進樣分散的瞬時波動  
   - 光散射模型的邊界條件敏感性  
   - 反演算法的局部收斂差異

多維評價體系的構建

操作步驟：

操作步驟：

▲ 圖2

合格：W1和W2變化＜15%

監控組合：

2）繪制雙參數控制圖

   - X軸：D10（范圍：1.0-1.8μm）

   - Y軸：D90（范圍：90-116μm）

   - 畫出合格區域橢圓（圖3）

原理：

計算公式：

操作步驟舉例：
  1）建立基準參數
  2）安裝在線粒度儀實時監測
  3）當DSI＜0.4時自動報警
  4）分級響應策略

實驗驗證

條件設置：
   - 儀器：LS-609  
   - 樣品：氧化鋁/氫氧化鋁混合體系（1:1）  
   - 溫度：25±0.5℃  
   - 超聲分散：40kHz/50W，1min  

結果對比：

據悉，采用了自適應反演算法的AI粒度分析系統Mastersizer 3000+可大幅提高雙峰/多峰識別準確率。

總之，通過融合多參數分析、動態指數建模和人工智能技術，可成功將雙峰體系的穩定性評估精度提升3-4倍。該體系已在高性能陶瓷、鋰電漿料等領域獲得成功應用，推動行業質量控制進入智能化新階段。

結論：

粒度多分散樣品既是工業生產的常態，也是技術攻關的重點。通過先進表征技術、智能算法與標準化體系的協同創新，傳統質量控制的瓶頸正在被突破。未來，隨著納米技術、人工智能與物聯網的深度融合，多分散體系的精準調控將開啟材料科學的新紀元。