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(作者：Malvern儀器有限公司Alan Rawle 博士，翻譯：焉志東，整理：董青云)

什么叫顆粒？

        顆粒其實就是微小的物體，是組成粉體的能獨立存在的基本單元。這個問題似乎很簡單，但是要真正了解各種粒度測試技術所得出的測試結果，明確顆粒的定義又是十分重要的。各種顆粒的復雜形狀使得粒度分析比原本想象的要復雜得多。粒度測試復雜的原因

        比如，我們用一把直尺量一個火柴盒的尺寸，你可以回答說這個火柴盒的尺寸是20×10×5mm。但你不能說這個火柴盒是20mm或10mm或5mm，因為這些只是它大小尺寸的一部分?？梢?，用單一的數值去描述一個三維的火柴盒的大小是不可能的。同樣，對于一粒砂子或其它顆粒，由于其形狀極其復雜，要描述他們的大小就更為困難了。比如對一個質保來說，想用一個數值來描述產品顆粒的大小及其變化情況，那么他就需要了解粉體經過一個處理過程后平均粒度是增大了還是減小了，了解這些有助于正確進行粒度測試工作。那么，怎樣僅用一個數值描述一個三維顆粒的大??？這是粒度測試所面臨的基本問題。等效球體

        只有一種形狀的顆?？梢杂靡粋€數值來描述它的大小，那就是球型顆粒。如果我們說有一個50μ的球體，*就可以確切地知道它的大小了。但對于其它形狀的物體甚至立方體來說，就不能這樣說了。對立方體來說，50μ可能僅指該立方體的一個邊長度。對復雜形狀的物體，也有很多特性可用一個數值來表示。如重量、體積、表面積等，這些都是表示一個物體大小的*的數值。如果我們有一種方法可測得火柴盒重量的話，我們就可以公式（1）把這一重量轉化為一球體的重量。重量= 4/3π×r³×ρ  --------------------------------   (1)

        由公式(1)可以計算出一個*的數(2r)作為與火柴盒等重的球體的直徑，用這個直徑來代表火柴盒的大小，這就是等效球體理論。也就是說，我們測量出粒子的某種特性并根據這種特性轉換成相應的球體，就可以用一個*的數字(球體的直徑)來描述該粒子的大小了。這使我們無須用三個或更多的數值去描述一個三維粒子的大小，盡管這種描述雖然較為準確，但對于達到一些管理的目的而言是不方便的。我們可以看到用等效法描述描述粒子的大小會產生了一些有趣的結果，就是結果依賴于物體的形狀，見圖2中圓柱的等效球體。如果此圓柱改變形狀或大小，則體積/重量將發生變化，我們至少可以根據等效球體模型來判斷出此圓柱是變大了還是變小了等。
       假設有一直徑D1=20μm(半徑r=10μm)，高為100μm的圓柱體。由此存在一個與該圓柱體積相等球體的直徑D2。我們可以這樣計算這一直徑(D2)：圓柱體積 V₁=π×r²×h=1000π(μm³)   ------------------------------------
球體體積 V₂=4/3π×X³   -----------------------------------------------------   

在這里X表示等體積半徑。因為圓柱體積V₁=球體體積V₂，所以

 --------------  

這樣等效球體的直徑D2=2X=2×19.5=39μm 。就是說，一個高100μm，直徑20μm的圓柱的等效球體直徑大約為40μm。下面的表格列出了各種比率的圓柱體的等效球徑。

       zui后一行表示大的圓盤狀的粘土粒子，其直徑為20μm，但由于厚度僅為0.2μm。一般來說，對其厚度不予考慮。在測粒子體積的儀器上我們得到的結果約為5μm。由此可見不同的方法將產生截然不同的結果。另外還得注意，所有這些圓柱對于篩子來說都表現出相同的尺寸(體積)，如果說25μm，則應表述為：“所有物質小于25μm”。而對于激光衍射來說，這些圓柱則被看作為不同的，因為它們具有不同的值。不同測試方法對結果的影響

      如果我們在顯微鏡下觀察一些顆粒的時候，我們可清楚地看到此顆粒的二維投影，并且我們可以通過測量很多顆粒的直徑來表示它們的大小。如果采用了一個顆粒的zui大長度作為該顆粒的直徑，則我們確實可以說此顆粒是有著zui大直徑的球體。同樣，如果我們采用zui小直徑或其它某種量如Feret直徑，則我們就會得到關于顆粒體積的另一個結果。因此我們必須意識到，不同的表征方法將會測量一個顆粒的不同的特性（如zui大長度，zui小長度，體積，表面積等），而與另一種測量尺寸的方法得出的結果不同。圖3列出了對于一個單個的砂粒粒子，可能存在的不同的結果。每一種方法都是正確的，差別僅在于測量的是該顆粒其中的某一特性。這就好像你我測量同一個火柴盒，你測量的是其長度，而我則測其寬度一樣，從而得到不同的結果。由此可見，只有使用相同的測量方法，我們才可能嚴肅認真地比較粉體的粒度，這也意味著對于像砂粒一樣的顆粒，不能作為粒度標準。作為粒度標準的物質必須是球狀的，以便于各種方法之間的比較。然而我們可以應用一種粒度標準，這一標準使用特殊的方法，這使得應用同一種方法的儀器之間可以相互比較。D[4,3]參數的物理意義

    設有直徑分別為1、2、3的三個球體，這三個球體的平均尺寸是多少？我們只須稍微考慮一下就可以說是2。這是我們把所有的直徑相加并除以顆粒數量（n=3）得到的。在下式中，因為有顆粒的數量出現，所以更確切的說該平均值應叫做長度平均值。

    在數學中，這樣的數值通常稱為D[1,0]，因為在等式上方的直徑各項是d¹的冪，且在等式下方，沒有直徑項(d⁰)。
        假設我是一名催化劑工程師，我想根據表面積來比較這些球體，因為表面積越大，催化劑作用就越大。一個球體的表面積是4πr²。因此，要根據表面積來比較，我們必須平方直徑，而后被顆粒數量除，再開平方得到一個與面積有關的平均直徑：        

這是一個數量-表面積平均值，它是將直徑的平方相加后除以顆粒數量得到的，因此在數學中這樣的數值被稱為D[2,0]，即分子是直徑各項的平方和Σd²，分母無直徑項(d⁰)

如果我是一名化學工程師，我想根據重量來比較各球體。記得球體的重量是：        

W=4/3π×r³×ρ    ----------------------------------------------                   

    由式(7)可知，要得到與重量有關的平均徑，必須用直徑的立方除以顆粒數后再開立方。這是一個數量—體積或數量/重量平均值，它是將直徑的立方相加后除以顆粒數量得到的，即分子是直徑各項的立方和Σd³ ，分母為顆粒的數量，無直徑項(d⁰)。在數學術語中這被稱為D[3,0]。

        這些平均徑與慣性矩（慣性動量）相似，且在直徑中引入另一個線性項（也就是說表面積與d3，體積及質量與d⁴有如下關系：   

         上述這些公式表明，(表面積或體積/質量的)分布圍著頻率的中點旋轉。它們實際上是相應分布的重心。此種計算方法的優點是顯而易見的：公式中不包含顆粒的數量，因此在不知曉相關顆粒數量的情況下，可以計算平均值及其分布。激光衍射zui初計算了圍繞著體積項為基礎的分布，這也是D[4，3]以顯著的方式報告的原因。

不同的技術提供了不同的手段

        如果我們用電子顯微鏡測量粒子，這就像我們用十字線來量直徑，把這些直徑相加后被粒子數量除，得到一個平均結果。我們可以看到，用這種方法我們得到D[1，0]，即長度平均值；如果我們得到顆粒的平面圖像，通過測量每一顆粒的面積并將它們累加后除以顆粒數量，我們得到D[2，0]，即面積平均徑；如果采用一種比如電子區域感應的方法，我們就可以測量每一顆粒的體積，將所有顆粒的體積累加后除以顆粒的數量，我們得到D[3，0]，即體積平均徑。用激光法可以得到D[4，3]，也叫體積平均徑。如果粉體密度是恒定的，體積平均徑與重量平均徑是一致的。由于不同的粒度測試技術都是對粒子不同特性的測量，所以每一種技術都很會產生一個不同的平均徑而且它們都是正確的。這就難免給人造成誤解盒困惑。假設3個球體其直徑分別為1，2，3個單位，那么不同方法計算出的平均徑就大不相同：

數量及體積分布

        1991年10月13日發表在《新科學家》雜志中發表的一篇文章稱，在太空中有大量人造物體圍著地球轉，科學家們在定期的追蹤它們的時候，把它們按大小分成幾組，見表2。如果我們觀察一下表2中的第三列，我們可正確地推斷出在所有的顆粒中，99.3%是極其的小，這是以數量為基礎計算的百分數。但是，如果我們觀察第四列，一個以重量為基礎計算的百分數，我們就會得出另一個結論：實際上所有的物體都介于10-1000cm之間。可見數量與重量(體積)分布是大不相同的，我們采用不同的分布就會得出不同的結論，而這些分布都是正確的，只是以不同的方法來觀察數據罷了。舉個例子，假設我們在做一件太空服，我們可以說抵御7000個大的物體的襲擊是很容易的，它可應付所有這種襲擊的99.96%。但對于太空服更為重要的是應抵御在數量上占99.3%的小顆粒的襲擊！如果我們用計算器計算以上分布的平均值，我們會發現數量平均直徑約為1.6cm而質量平均直徑為50cm ，可見兩種不同的計算方法的差別很大。數量，長度，體積平均徑之間的轉換

        如果我們用電子顯微鏡測量顆粒，我們從前面的討論知可以得到D[1，0]或叫做數量—長度平均徑。如果我們確實需要質量或體積平均徑，則我們必須將數量平均值轉化成為質量平均值。以數學的角度來看，這是容易且可行的，但讓我們來觀察一下這種轉換的結果。
       假設我們的電子顯微鏡測量數量平均徑時的誤差為±3%，當我們把數量平均徑轉換成質量平均徑時，由于質量是直徑的立方函數，則zui終質量平均徑的誤差為±27%。
       但是如果我們像對激光衍射那樣來計算質量或體積分布，則情況就不同了。對于被測量的在懸浮液中重復循環的穩定的樣品，我們得出±0.5%重復性誤差的體積平均徑。如果我們將它轉換為數量平均，則數量的平均徑誤差是0.5%的立方根，小于1.0%。在實際應用中，這意味著如果我們用電子顯微鏡且我們真正想得到的是體積或質量分布，則忽略或丟失1個10u粒子的影響與忽略或丟失1000個1u粒子的影響相同。由此我們必須意識到這一轉換的巨大的危險。在Malvern Sizers 這種型號的儀器中，DOS系統與Windows軟件都可計算其它導出的直徑，但我們必須在怎樣解釋這些導出的直徑方面很謹慎。依據以下的等式（Hatch-Choate轉換）（參考7），不同的平均值可互相轉換。（計算方法略）

測量粒徑與導出粒徑

        我們已看到，Malvern激光衍射技術是分析光能數據來得出顆粒體積分布（對于弗朗和費理論，投影面積分布是假定的）。這一體積分布就像以上所列的那樣可轉換成任何一個數量或長度直徑。
        但是在任何一個分析方法中，我們必須意識到這種轉換的結果（見上一段“數量，長度，體積/質量平均數之間的轉換”）哪個平均徑是由儀器實際測量的，哪些是由測量值導出的。相對于導出的直徑，我們應更相信所測直徑。實際上，在一些實例中，*依靠導出數據是很危險的。例如，Malvern激光粒度儀以m2/cc或m2/kg的形式給出了比表面積。但對于該值我們不能太當真。如果我們確實需要得到物質的比表面積，那么我們就應該用直接測量比表面積的具體的方法，如B.E.T法等去直接測量。

我們用哪個數？

      每一個不同的粒度測量方法都是測量粒子的一個不同的特性(大小)。我們可以根據多種不同的方法得到不同的平均結果(如D[4,3]，D[3,2]等)，那么我們應該用什么數字呢？讓我們舉一個簡單的例子，兩個直徑分別為1和10的球體，對冶金行業，如果我們計算簡單的數字平均直徑，我們得到的結果是：D(1,0)=(1+10)/2=5.5。但是如果我們感興趣的是物質的質量，我們知道，質量是直徑的三次函數，我們就發現直徑為1的球體的質量為1，直徑為10的球體的質量為1000。也就是說，大一些的球體占系統總質量的1000/1001。在冶金上我們可以丟掉粒徑為1的球體，這樣我們只會損失總質量的0.1%。因此簡單的數字平均不能的反映系統的質量，用D[4,3]能更好地反映顆粒地平均質量。
       在我們上述的兩個球體例子中，質量或體積動量平均徑計算如下：

        該值能比較充分地表示系統的質量更多的存在哪里，這對一些行業非常重要。但是對于一間制造大規模集成電路的潔凈的屋子來說，顆粒的數量或濃度就是zui重要的了，一個顆粒落在硅片上，就將會產生一個疵點。這時我們就要采用一種方法直接測量粒子的數量或濃度。從本質上說，這是顆粒計數與測量顆粒大小之間的區別。對于顆粒計數來說，我們記錄下每一個顆粒并且點出數量就可以了，顆粒的大小不太重要；對于測量顆粒大小來說，顆粒的大小或分布是我們關心的，顆粒的數量并不重要。

平均徑、中值粒徑、zui頻值 一 基本統計

        定義這三個術語是很重要的，它們在統計及粒度分析中常常被用到。

平均徑：這是表示顆粒平均大小的數據。有很多不同的平均值的算法，如D[4，3]等。
中值：也叫中位徑或D50，這是一個表示粒度大小的典型值，該值準確地將總體劃分為二等份，也就是說有50%的顆粒超過此值，有50%的顆粒低于此值。
zui頻值：這是頻率分布的zui通用的值，也就是說頻率曲線的zui高點。設想這是一般的分布或高斯分布。則平均值，中值和zui頻值將恰好處在同一位置，如圖4。但是，如果這種分布是如圖5所示的雙峰分布。則平均直徑幾乎恰恰在這兩個峰的中間。實際上并不存在具有該粒度的顆粒。中值直徑將位于偏向兩個分布中的較高的那個分布1%，因為這是把分布地分 成二等份的點。zui頻值將位于較高曲線的頂部。由此可見，平均值、中值和zui頻值有時是相同的，有時是不同的，這取決于樣品的粒度分布的形態。注意，在Malvern分析表中：

1.  
2. ₅₀或D_0.5
3.  

測量方法

        從以前幾段中我們看到，每一種測量技術都將的到不同的結果，因為它測量該顆粒的不同方面。我們現在討論當前應用的幾種不同測量方法的相對的優缺點。

篩分法

      這是一種古老的方法，其優點是成本低，使用容易等。Ｔ.艾倫在《顆粒大小測定》一書中討論了重復篩分方面的困難，對于很多用戶來說篩分法的主要缺點如下：

不能測量射流或乳濁液；

對小于400目(38μ)的干粉很難測量。

測量時間越長，得到的結果就越小，這是因為顆粒不斷調整他們自己來通過篩孔，所以要得到一致的結果，必須使測量次數及操作方法標準化。

篩分法是依賴于測量顆粒的次zui小尺寸的，無法得到一個真正的重量分布。在測量桿狀物質時這會導致一些奇怪的結果，如對藥品撲熱息痛的測量就是這樣。

標準允許的公差較大。比較ＡＳＴＭ（美國材料實驗協會）或ＢＳ（英國工業標準）的標準篩尺寸表格可見允許的公差在平均及zui大值之間的差距較大，了解這些情況對使用篩分法及分析測試結果具有指導意義。

沉降法

      這是在油漆及陶瓷等工業中應用的一種傳統的測量方法，這種測量的原理是以Ｓtokes定律為基礎：

        該類設備有象移液管一類的簡單的裝置，也有帶離心機或以Ｘ射線做光源的復雜一些的裝置。
        對等式18的研究我們可以發現它的缺陷：它需要知道物質的密度，因而這種方法對乳濁液不適合，因為在乳濁液中物質不沉淀，或者密度較大的顆粒沉淀得很快。zui終結果是一個與重量直徑(D[4,3])不同的Stokes直徑(D_ST)，且只是具有相同沉淀率的顆粒與球體的比較。在分母中的粘度項表明我們須地控制溫度變化，溫度改變1℃，粘度將會改變2%。
        這一等式可容易地計算出沉降時間。可以看出，在20℃的水中，1微米的SiO₂顆粒(密度為2.5)在重力的作用下要經過3.5小時沉淀1厘米。因而該測量進行得很緩慢且還要面臨乏味的重復測量。因此考慮到增大g以盡量補救這一缺點。在參考3中討論了關于增大g的不利條件。關于沉降方法更多具體的批評見參考2。Stokes定律僅適用于那些具有一定特性的球體，這些特性是：這些球體相對于其體積或表面積具有zui緊湊的形狀。而具有不規則形狀的普通粒子的表面積比球體的表面積大，因而增加了阻力而比他們的等效球體沉降得更慢。 布朗運動位移與重力沉降位移比較(見下表)：

布朗運動位移與重力沉降位移比較

      對于像高嶺土那樣呈圓盤形狀的物體，情況就更為嚴重，實際相比會產生很大的偏差。另外對于小的顆粒來說，同時存在重力沉降與布朗運動兩種運動狀態。由上方的表格列出了這兩種運動狀態的對比可知，如果用沉降法測量小于2um的顆粒，我們會看到很大的誤差（大約為20%）并且對于0.5um的顆粒來說，誤差甚至會超過*。沉降法的缺點如下：

測量速度慢，平均測量時間為25分鐘至1小時，測量時間長使得重復測量更加困難，而且增大了顆粒重新聚合的機會。

需要的溫度控制，需要防止溫度變化導致粘度變化。

不能處理不同密度的混合物。

動態測量范圍小。當顆粒小于2μm時，布朗運動起支配作用(占優勢)；當大于50μm時，沉降變得劇烈以至顆粒不是按照Stokes定律的規律運動。圖6還表明一些在沉降法與激光衍射法所得到的結果之間可能的差異。

電區感應(Coulter 計數器)

        這種技術在20世紀50年代中期發明的，zui早用來測量血球的大小。這些血球實際上是呈單模態懸浮在稀釋的電解溶液中。此法原理很簡單。在電解溶液中放置一個有小孔的玻璃器皿，使稀釋的懸浮液流過該小孔，在小孔兩端施加電壓。當粒子流過孔洞時，電阻發生了變化，產生電壓脈沖。在儀器上測量該脈沖的峰值的高度，然后與標準顆粒的脈沖峰高比較，從而得到被測顆粒的大小。因此這種方法不是一個的方法，它是有比較性質的。對于血球而言，此種方法是不過的，它能得出數量及體積分布，對于工業材料來說此法則存在著如下缺陷：

很難測量乳濁液(射流就更不可能了)。干粉則須懸浮在介質中，因此也不能直接測量。

必須在電解質溶液中測量。對于有機物質這很難，因為不可能在二甲苯，丁醇，及其它的導電性很差的溶液中測量。

此方法需要一些校準標準，而這些標準昂貴且在蒸餾水及電解質溶液中改變了他們的大小(參考2)。

對于有著相對寬廣的粒度分布的物質來說，此種方法進行緩慢，因為必須改變小孔的大小且存在著阻塞小孔的危險。

此測量方法的zui低限度由可能的zui小的孔徑所限制，當孔徑低于約2μm時測量起來很難。所以不可能以0.2μm的孔徑來測量更細的顆粒比如TiO₂顆粒。

測量多孔的粒子時會得出很大的誤差，由于被測量的是粒子的外殼尺寸。

密度較大的物質很難通過小孔，因為他們在此前就已沉降了。

綜上所述，這種方法適用于血球的粒度分析，對很多工業物質來說是不可靠的。

顯微鏡檢測法

        這是一個很好的方法，因為它使人們得以直接觀察顆粒的形狀，并可以據此判斷分散的效果是否良好或者顆粒有無聚合現象。有趣的是1g密度為2.5，粒度為10μm的粒子竟含有760×106個顆粒，這么多的顆粒我們不可能用顯微鏡一個一個地單獨觀察它們。
        但是，當質量或生產控制僅僅依賴上述的簡單判斷，這是不合適的。相對來說，我們僅可以觀察到很少的顆粒，如果以這種非代表性的結果為依據確實是很危險的。另外，如果測量重量分布則誤差會更大，因為忽略1個10μm的粒子與忽略1千個1μm的粒子產生的影響是一樣的。
        電子顯微鏡有著復雜的樣品制備，因此很慢。人工操作的顯微鏡，只能觀察到為數很少的顆粒（一個的操作人員一天大約可以觀察2000個顆粒）。但操作人員極易疲勞，這又是“要測量哪一方面？”的問題了。所以在測量同一樣品時操作者與操作者之間的變化性很大。對顆粒的形狀表征來說，顯微鏡檢測法仍不失為一個有用的幫助。

激光衍射法

        稱之為小角度激光散射(LALLS)會更準確。在很多表征及質量控制工業中，此法已經成為的粒度測試方法。根據ISO13320其應用范圍是0.1—3000μm。在過去的大約20多年里，在這一領域中，該儀器也有了長足的發展。這種方法依據這一現象：衍射角與粒度成反比。該儀器包括如下部件：

激光器：經常用到He-Ne氣體激光器，作為持續的、具有固定波長(∧=0.63μm)的光源。因為其穩定性(特別對溫度來說)好且在噪音的影響下可以比更高波長的激光二級管得到更好的信號。如果較小的激光二級管可達到600nm或小于600nm，且更為可靠，較為龐大的氣體激光器就會被其取代。

相配的探測器。通常是一片帶有很多單個探測元件的硅光電探測器。的探測原件的數量是16-32個，太多的元件數量不一定就會提高分辨率。光子相關光譜學技術(PCS)應用在大約1nm-1μm的范圍時，被散射的光的強度很低，需要用光電倍增器與信號校正器來感知信號。

使樣品通過激光束的一些方法，在實際應用中，可以直接測量汽溶膠射流(把它們噴過光束)，這使在傳統意義上很困難的測量過程變得非常簡單。干粉可以通過壓力吹過光柱后被吸入真空清潔器以免塵粒逸入大氣。處在懸浮液中的顆?？梢酝ㄟ^在光束前方重復循環來測量。

       落后一些的設備及現在的儀器都只依據弗朗和費近似法，此法假設：

1. 粒子比所應用的光的波長大許多(ISO13320將此定義為大于40λ，也就是，當使用He-Ne激光器時大25μm)。
2. 所有顆粒的散射效率相等。
3. 顆粒是不透明的而且不會傳導光。

       這些假設對于很多物質永遠都是不正確的。對于小的顆粒會增大誤差，以至于接近30%，特別是物質與介質的相對折射率接近于1且粒度接近光波長度時，散射就變成了存在zui大值與zui小值之間的復雜函數。式的儀器(如Malvern 生產的Mastersize2000儀器)充分地利用了米氏理論解了光與物質之間相互作用的方程。這使得在很大的粒度范圍內，測試結果都很(典型的是0.02—2000μm)。米氏理論與費氏理論不一樣，它把顆粒的體積假想為所預測的投影面積。這種方法雖然但缺點是須知道物質及介質的折射率，并且應知道或者猜出折射率中的吸收部分。但對于大多數用戶來說，這不會帶來困難，因為這些值已為人們普遍了解或可測量出來。
       激光衍射為zui終用戶提供了以下優點：

此方法是立足于基本科學原理的無條件所限的方法。因而沒有必要根據標準校準儀器，實際上也沒有一種真正的方法來校準激光衍射儀器，它依據的是某個可查的顆粒度標準物質。

寬廣的動態測量范圍。的激光衍射儀的測量范圍是0.12—2000μm。對于較小的顆粒（1nm—1μm）只要該物質沒沉降處于懸浮狀態，就可根據光子相關光譜學技術來測量。

靈活性。例如，可以在油漆房里測量由噴嘴輸出的油漆的量。這已被噴嘴設計者利用來優化粘度、ΔP 、孔眼的尺寸及外形以得到合適的液滴尺寸。這在農業及制藥業中應用甚廣。請讀者參閱參考4、5、6對此作更多的了解?，F在對于利用激光衍射所進行的噴射已有了一個ASTM(美國材料實驗協會)標準。

盡管分散結果會比用液體分散介質時差一些，但干粉可被直接測量。但其與懸浮液分析結合起來，對確定在干狀態下的聚合物質的數量是有意義的。

在重復循環的樣品池中可對乳濁液進行測量，其重復性也更高，而且也允許應用分散劑（如0.1?lgon，用于TiO₂溶液的六偏磷酸鈉）及表面活化劑來確定zui初（基本）的粒度。由于以上討論過的原因，如果可能的話*的方法是在懸浮液中測量。

可測量全部的樣品。盡管樣品很小(典型的，對干粉來說4—10g，對于懸浮溶液來說1—2g)但必須制備有代表性的樣品，所有的樣品都通過激光束，因而可得到所有的顆粒產生的衍射。

此法沒有破壞性，也不會對樣品造成污染，因而可回收有價值的樣品。

直接產生體積分布，對密度恒定的樣品體積分布等于重量分布。這對于化學工程師來說是一個較佳的分布。

這種方法僅在一分鐘之內就可產生結果，這意味著工廠可得到快速的反饋，而且重復分析很容易。

重復性好，這意味著測試結果可靠可信，看到測試結果工廠就可以知道他的產品已經真的改變了，而不是儀器“漂移”造成的。

高分辨率，Malvern Mastersizer型儀器可測量在該種設備的測量范圍內多達100個粒度級別。