如何用筛网测量粒度？准确筛分分析的分步指南

要使用筛网测量粒度，您需要创建一个筛网堆，筛网孔径从上到下逐渐变小，将预先称重、干燥的样品放在最上面的筛网上，然后摇动整个筛网堆。这使得颗粒能够穿过孔径，直到它们被无法通过的筛网网孔截留。最后一步是称量每个单独筛网上截留的物料，以确定原始样品的粒度分布。

筛分分析不测量单个颗粒的大小。相反，它是一种批量分析方法，将物料分离成不同的尺寸分数，让您了解样品中粒度的整体分布。

核心原理：按尺寸分离

筛分分析是材料科学、地质学和工程学中的一项基础技术。其目标不是通过单一尺寸来表征颗粒材料，而是通过落在不同尺寸范围内的颗粒比例来表征。

标准筛分分析使用一套嵌套的测试筛网堆。孔径最大的筛网（最粗的）放在最上面，每个后续筛网的孔径都较小。

一个实心收集盘放在筛网堆的最底部，用于收集穿过所有筛网的最细颗粒。一个盖子放在最上面的筛网上，以防止摇动过程中物料损失。

筛网孔径由一个数字表示，该数字通常对应于每线性英寸的孔数（例如，“200号”筛网每英寸有200个孔）。

这个网孔编号对应于一个特定的孔径尺寸，通常以毫米（mm）或微米（µm）测量。例如，美国标准4号筛网的孔径为4.75毫米，而200号筛网的孔径为75微米（或0.075毫米）。

仅仅将样品倒入筛网堆是不够的。必须机械地摇动筛网堆，以确保每个颗粒都有多次机会找到并穿过网孔。

筛分振动器通过各种运动（例如敲击、轨道摇动或电磁振动）提供这种作用。摇动持续时间和强度是必须保持一致的关键参数，以获得可重复的结果。

获得准确和可重复的结果需要标准化和细致的程序。

首先，获取散装材料的代表性样品。然后必须将样品完全干燥，因为水分会导致颗粒结块并使结果失真。

在开始分析之前，精确称量总干燥样品。这个初始重量是您所有后续计算的基线。

清洁并检查每个筛网是否有损坏。按照孔径从大到小的顺序排列它们，最粗的筛网在顶部，最细的在底部，紧邻收集盘。

小心地将预称重的样品倒入最上面的筛网。盖上盖子，将整个筛网堆放入筛分振动器中，并运行机器预设的时间（例如，10-15分钟）。

摇动完成后，小心地称量每个单独筛网和底部盘中截留的物料。仔细记录这些重量以及相应的筛网尺寸。

作为一项关键的质量检查，所有单个重量的总和应与初始总样品重量非常接近。显著差异表明物料损失或测量误差。

对于每个筛网，计算截留物料的重量百分比。这通常以表格形式呈现或绘制成粒度分布曲线。

这条曲线通常显示通过每个筛网的累积物料百分比，提供了物料级配的强大视觉摘要。

虽然原理简单，但如果筛分分析的局限性不被理解，就容易出错。

筛分分析从根本上假设颗粒是球形的。细长或扁平（片状）的颗粒可能会以端部或对角线方式穿过孔径，报告的尺寸小于其最大尺寸。这是该方法最大的局限性。

在筛网上放置过多的物料会“堵塞”网孔，这意味着表面会被颗粒堵塞。这会阻止较小的颗粒有机会穿过，导致它们被错误地报告为较大的尺寸分数。

如果摇动时间过短或强度过低，细颗粒将没有足够的机会穿过筛网堆到达适当的筛网。这会导致粗颗粒报告过多。

筛网是精密仪器。凹陷的框架、拉伸的金属丝或堵塞的网孔会产生不准确的结果。定期检查和校准（或更换）对于质量控制至关重要。

非常细的粉末（< 45 µm）通常由于静电或内聚力导致它们团聚或粘附在网孔上而难以筛分。对于这些材料，激光衍射或气流筛分等其他方法可能更合适。

如果应用得当，筛分分析是一个强大的工具。您的目标决定了您的重点。

如果您的主要重点是日常质量控制：将一致性放在首位。使用严格定义的程序来确定样品重量、筛网堆和摇动时间，以确保您的结果日复一日地可重复。
如果您的主要重点是材料规格：严格遵守行业标准（如ASTM或ISO），这些标准定义了您的应用（例如，混凝土骨料、土壤分类）所需的筛网尺寸和可接受的通过百分比。
如果您的主要重点是研发：了解局限性，特别是颗粒形状效应。考虑用另一种方法（如图像分析）补充您的筛分分析，以获得更完整的材料形态图。

掌握筛分分析使您能够直接可靠地控制任何颗粒材料最基本的特性之一。