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🧪 BS ISO 13318 系列是英国标准学会(BSI)采用 ISO 13318 系列的英国国家标准,规定了用离心液体沉降法测定颗粒粒度分布的方法。在重力沉降法难以分离的微米级以下细颗粒体系中,借助离心力场可显著加快颗粒沉降并扩大可测粒径范围,因此离心液体沉降法是颜料、陶瓷、金属粉末、药物等亚微米与微米级粉末表征的重要技术。该系列由三部分组成,分别给出通用原理与指南、光离心法及离心 X 射线法,并取代了原 BS 3406-6:1985。
BS ISO 13318 系列由英国技术委员会 LBI/37(筛、筛网与颗粒粒度)及分委会 LBI/37/4(非筛分粒度测定)负责制定,ICS 分类号为 19.120。系列构成如下:
| 标准号 | 名称 | 发布年份 | 测定原理 |
|---|---|---|---|
| BS ISO 13318-1 | 通用原理与指南(General principles and guidelines) | 2001 | 理论框架、粒径形状孔隙率限制 |
| BS ISO 13318-2 | 光离心法(Photocentrifuge method) | 2007 | 光学吸收探测沉降 |
| BS ISO 13318-3 | 离心 X 射线法(Centrifugal X-ray method) | 2004 | X 射线吸收探测沉降 |
ISO 13318-1 于 2001-03-01 发布第一版,ISO 13318-2 于 2007-09-15 发布第二版,ISO 13318-3 于 2004-07-15 发布第一版(含 2007 年勘误)。该系列取代了已被撤销的 BS 3406-6:1985。
颗粒在液体中因密度差而沉降,在离心力场中,颗粒所受的离心力与介质粘滞阻力平衡时达到恒定沉降速度,遵循修正的斯托克斯定律。标准第一部分系统给出:
BS ISO 13318-2 规定了光离心法。其原理是:分散颗粒在离心沉降过程中,用光束穿过沉降液,颗粒浓度变化引起光吸收或散射强度变化,通过光密度随时间的变化反算粒径分布。标准对以下环节作出规定:
BS ISO 13318-3 规定了离心 X 射线法。与光学法不同,该法利用 X 射线穿过沉降液时的吸收衰减来探测颗粒浓度,适用于光学不透明、深色或高浓度体系,也可用于对光吸收较弱的材料。标准对取样、原理、仪器、制备、测量程序、平行试验与验证、结果计算及试验报告作了完整规定,并给出工作示例。
| 技术环节 | 关键要求 | 作用 |
|---|---|---|
| 分散介质 | 选择合适折射率/密度、添加分散剂 | 保证颗粒分散、避免团聚 |
| 样品浓度 | 控制初始浓度避免相互作用 | 保证斯托克斯沉降有效 |
| 温度控制 | 恒温并记录粘度 | 保证沉降速度计算准确 |
| 转速与时间 | 按粒径范围设定离心参数 | 覆盖目标粒径区间 |
| 线起始/均相法 | 按方法要求选择操作方式 | 保证浓度-时间关系正确 |
| 重复与验证 | 平行试验、标准样品比对 | 保证结果可靠与可比 |
工程实践中,离心液体沉降法广泛应用于亚微米粉体、研磨料、催化剂载体、药物颗粒与陶瓷原料的粒度质控。对于需要测量 0.1~10 μm 细颗粒的场合,该方法常与激光衍射法、电镜或筛分法配合使用,互为补充。