在筛分中，粒度不是颗粒长度或宽度的直接测量，而是根据颗粒能够通过的最小方形孔径进行分类。这意味着颗粒的报告尺寸由标准化的筛网定义，该筛网要么截留颗粒，要么允许其通过。它本质上是一种通过的尺寸测试。
筛分将颗粒分类为尺寸范围，而不是绝对尺寸。结果受颗粒形状的影响很大，因为它决定了通过筛孔所需的方向，这意味着筛分有效地测量了颗粒的第二小尺寸。
筛分分析的机制
要了解筛分分析能告诉您什么，您必须首先了解工具本身和过程。结果是分布，而不是单个数字。
什么是筛子？
试验筛是一种精密仪器，由筛网组成，通常由编织金属丝布制成，具有均匀且特定尺寸的开口。这些筛网安装在坚固的圆形框架中。
“筛孔尺寸”的关键作用
筛孔尺寸一词指的是每线性英寸金属丝筛网中的开口数量。这是一个反比关系：高的筛孔数对应于许多小开口，而低的筛孔数意味着较少、较大的开口。
例如，美国标准 #8 筛网每英寸有八个开口，孔径为 2.36 毫米，适用于粗砂。相比之下，#200 筛网每英寸有 200 个开口，孔径仅为 75 微米 (µm)，用于细粉和粉末。
筛分过程
筛分分析使用一系列嵌套的筛子，筛孔尺寸从上到下逐渐减小。预先称重的材料样品放置在最上面的筛子中。
然后，整个筛叠通过机械振动器进行振动。这种运动使每个颗粒都有机会通过孔径，直到它到达一个无法通过的筛子。
粒度如何报告
振动后，称量每个筛子上截留的材料。“粒度”然后报告为尺寸分数或范围。
例如，通过 #40 筛网 (425 µm) 但被 #60 筛网 (250 µm) 截留的颗粒被分类为尺寸范围在 -425 µm 到 +250 µm 之间。结果通常以每个尺寸分数的重量百分比表示。
为什么颗粒形状是决定性因素
筛分中最容易被误解的方面是颗粒形状的深远影响。该方法假设颗粒是球形的，这在现实世界中很少见。
理想的球体
如果您筛分完美的球体，筛孔孔径将直接对应于球体的直径。测量将简单明了。
不规则颗粒的现实
大多数材料——从沙子和砾石到粉末和谷物——由不规则、细长或扁平的颗粒组成。这些形状没有单一的“直径”。
通过的“统计机会”
细长的针状颗粒可以穿过比其总长度小得多的筛孔。它只需要在振动过程中垂直定向，以便头部先通过。
因此，筛分不测量颗粒的最大尺寸。通过足够的振动时间，它有效地测量了颗粒的第二小尺寸，因为这最终决定了它通过方形孔径的能力。
了解权衡和局限性
筛分是一种基础且经济高效的技术，但了解其局限性以正确解释结果至关重要。
它是一种分类，而不是精确测量
筛分分析将颗粒分类为尺寸箱。它无法提供数字图像分析或显微镜等方法所能提供的关于颗粒形态（形状、球形度、表面纹理）的详细信息。
实用性的下限
对于非常细的颗粒，通常低于约 45 微米（#325 目），筛分变得无效。范德华力导致细颗粒团聚（结块），阻止它们单独通过筛网。
某些形状的结果不准确
高度细长或扁平的材料（例如，云母薄片、某些纤维）可能会产生误导性结果。长纤维可能被归类为非常细的组分，因为其窄宽度使其能够通过小开口，从而错误地表示其整体尺寸。
标准化程序的需求
只有在严格控制程序的情况下，结果才能重复。振动持续时间、振动幅度以及初始样品重量等因素都可能显著影响最终分布。
为您的目标做出正确选择
当用于正确的应用时，筛分分析仍然是一种不可或缺的工具。您的具体目标决定了它是否是正确的选择。
- 如果您的主要重点是日常质量控制或过程监控：筛分是一种出色、可靠且经济的方法，用于验证材料是否始终符合定义的尺寸规格。
- 如果您的主要重点是研发的综合颗粒表征：使用筛分进行初步分类，但辅以激光衍射或图像分析等其他方法，以获得尺寸和形状的完整图像。
- 如果您的主要重点是分析细粉或纳米材料：筛分不是合适的工具。您应该使用激光衍射、动态光散射 (DLS) 或电子显微镜等先进方法。
最终，筛分分析为按尺寸对物理世界进行分类提供了一个标准化、实用的框架。
总结表：
| 方面 | 描述 |
|---|---|
| 定义 | 根据颗粒能够通过的最小方形孔径进行分类。 |
| 关键指标 | 筛孔尺寸（每线性英寸的开口数量）。 |
| 有效测量 | 颗粒的第二小尺寸。 |
| 典型范围 | 约 45 微米（#325 目）及更大。 |
| 最适合 | 质量控制、过程监控以及粗到中等尺寸的颗粒。 |
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