中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、Particlesizeanalysis—Sm：）在提交反饋意見時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任本文件由全國(guó)顆粒表征與分檢及篩網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（SAC/TC168）提出并歸本文件涉及小角X射線散射（SAXS），該方法用于1nm至100nm尺寸范圍內(nèi)的顆），需要相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，使用戶能夠就該技術(shù)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性密度殼（如有機(jī)殼）將無法被檢測(cè)到，要獲得包括殼在長(zhǎng)程相互作用（顆粒間的庫侖力）的情況下，需要特別小心，可能需要降低濃度或添加鹽。由于X射線束中所有被照射的顆粒都是同時(shí)測(cè)量顆粒的基本幾何形狀通常指球體、圓盤或圓柱體。SAXS檢測(cè)顆粒形狀包括但不限于上述的3種基本雜，目前無法納入本標(biāo)準(zhǔn)。不規(guī)則形狀的納米顆粒的尺寸可以通過經(jīng)典的吉尼爾（Guinier）分析得到本文件假設(shè)測(cè)試過程中任何形狀的納米顆粒都是各向同性取向的。納米顆粒的任何尺寸均不應(yīng)大以擴(kuò)大，但是通常將傳統(tǒng)技術(shù)的最大可測(cè)量粒度限制在11粒度分析小角X射線散射（SAXS）本文件規(guī)定了應(yīng)用小角X射線散射（SAXS）估算1nm至100nm尺寸范圍內(nèi)的平均粒度的方法，描述僅提供平均粒度的估計(jì)值，其他方法還可提供粒度分布的信息。ISO26824顆粒表征術(shù)語（Particlecharacterizationofparticulatesystems—Vocabulary）注：GB/T39715—2021顆粒表征術(shù)語（ISO2683.13.2顆粒尺寸particlesize；x,d注1：不同的分析方法是基于不同物理性質(zhì)的測(cè)量。與實(shí)際測(cè)量的顆粒特性無關(guān)，顆粒尺寸顯示為線性尺寸，例如注2：尺寸描述符的例子是基于篩孔或統(tǒng)計(jì)直徑，例如：通過圖像分析測(cè)量的費(fèi)雷注3：在ISO9276-1:1998中，符號(hào)x用于表示粒度。然而，符號(hào)d也被廣泛用于表示這些值。因此符號(hào)x可以用d代23.3--int（r）num（r）MNqrTVλμσ息可以從顆粒和它們所處的介質(zhì)之間的電子密度對(duì)比產(chǎn)生的彈性散射中獲得。這類似于靜態(tài)光散射和小角度中子散射。圖1顯示了二氧化鈦混合物（金紅石和銳鈦礦）X射線散射強(qiáng)度的角度依3（分布）或顆粒形狀。僅在極少數(shù)情況下才能同時(shí)獲得尺寸和形狀信息。q中的不同區(qū)域由特定長(zhǎng)度范以采用吉尼爾近似作為指示性方法來獲得散射強(qiáng)度加權(quán)平均粒度。在整個(gè)q范圍內(nèi)，可以應(yīng)用模型擬合于技術(shù)原因無法稀釋濃度，尤其是吉尼爾近似對(duì)濃度引起的散射變化高度敏感，應(yīng)在報(bào)告中說明。4圖2SAXS儀器的示意圖，由X射線源、光學(xué)元件、準(zhǔn)直系統(tǒng)、樣品架、直通光擋光器和X射線探測(cè)測(cè)量中提取有意義的信息，以下關(guān)鍵參數(shù)決定了系統(tǒng)檢源通常使用多層光學(xué)鏡片，但基本的SAXS測(cè)量也可通過狹縫準(zhǔn)直來實(shí)現(xiàn)。使用光學(xué)鏡片時(shí)，樣品上的X射線通量通常較高。此外，多層鍍膜光學(xué)鏡組可用于產(chǎn)生單色X射線——點(diǎn)準(zhǔn)直系統(tǒng)：具有多個(gè)針孔或交叉狹縫，可將X射線束的形狀限制在低向同性樣品，垂直于X射線束的檢測(cè)平面中的散射圖準(zhǔn)直相比，照射的樣品體積更小。點(diǎn)準(zhǔn)直允許研究各向同性和各向異——線準(zhǔn)直系統(tǒng)：儀器將光束限制在一維方向上，因此光束輪廓是長(zhǎng)而窄的線。光束尺寸可調(diào)整以適應(yīng)給定的樣品幾何形狀。典型尺寸為20mm×0.3更大，相同通量密度下的散射強(qiáng)度成比例增大。如果系統(tǒng)是各向同性的，可以使用解卷積程序恢復(fù)由此產(chǎn)生的模糊，但代價(jià)是放大了觀測(cè)強(qiáng)度的不確定度。使用此類線準(zhǔn)直儀器研究各散射（包含形態(tài)信息，如第5章所述）形成包含樣品尺寸和結(jié)構(gòu)信息的圖案。該圖案通常由位于樣品后方且垂直于主光束方向的一維或二維平面X射線探測(cè)器檢出的。一些結(jié)合5儀使用掃描點(diǎn)（0維）探測(cè)器。常用的探測(cè)器類別包括光子計(jì)數(shù)和積分型探測(cè)器，但實(shí)際上，具有高動(dòng)波長(zhǎng)校準(zhǔn)（見附錄B）可在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前進(jìn)行，因此可歸類為初步程序，但針對(duì)多色光源。如果使用于CuKα,鋯用于MoKα)。如附錄B所述，使用校準(zhǔn)材料，如山崳酸銀，宜構(gòu)成完整系統(tǒng)鑒定的一部用半透明直通光擋光器來測(cè)量光束強(qiáng)度，因?yàn)檫@至50μl之間。固體樣品所需的面積為（1×1）mm2至（1×20）mm2。樣品厚度通常小于1樣品成分進(jìn)行調(diào)整，以優(yōu)化散射和限制X射現(xiàn)誤差的風(fēng)險(xiǎn)（如果兩次測(cè)量使用不同的樣品容器，可能會(huì)導(dǎo)致背底扣除不準(zhǔn)糊狀物、粉末和真空敏感材料可以安裝在有窗口的樣品支架中進(jìn)行測(cè)量，窗口對(duì)X射線應(yīng)透明，并6現(xiàn)一個(gè)寬廣的小角度衍射峰，在背底減去程序中應(yīng)正確扣 因此，理想試樣可透過約37%入射射線，可以相應(yīng)地調(diào)整樣品厚度以優(yōu)每次SAXS粒度測(cè)試實(shí)驗(yàn)至少包括兩次測(cè)量，使用相同的樣品臺(tái)，采集時(shí)間最好相應(yīng)注意扣除樣品池窗口材料的散射、SAXS儀器的寄生散射和探測(cè)器的暗計(jì)數(shù)率。應(yīng)考慮樣品和背底/基散射圖案的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量隨著強(qiáng)度的增加而提高，并符合通過兩次獨(dú)立測(cè)量相減獲得散射信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)）；Y——散射強(qiáng)度（a.u.7背底扣除前，該軟件應(yīng)考慮或應(yīng)用于數(shù)據(jù)的最小數(shù)據(jù)校正量包括：無效像素、暗計(jì)數(shù)、時(shí)間、X射線通量和X射線透射率的校正。隨后進(jìn)行背底扣除（符合通過兩次獨(dú)立測(cè)量相減獲得信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)規(guī)本，每個(gè)數(shù)量級(jí)q區(qū)間可以分100個(gè)區(qū)間，這些區(qū)間可以在分析報(bào)告中，提及所應(yīng)用的校正以及應(yīng)用這些校正的軟件名稱和版本即經(jīng)背景校正和去模糊（如需，參見附錄A），可以根據(jù)兩種11.2吉尼爾近似I=I0exp·························ln=lnq2·····································vSRg·······································································（5）---11.3模型擬合I(q)=NΔp2P(q,r)gnum(r)dr+c················································（6）8P(q,r）2················································（7）gnum=expdp·····································（8）--平均直徑dln可變換為高斯分布的數(shù)量加權(quán)平均粒度numlnexp··························································（10）N、c、粒度分布的標(biāo)準(zhǔn)差(σ或σln）和平均粒度（dnum或dln）為擬合參數(shù)。從確定的尺寸分布中，還--關(guān)于顆粒尺寸的其他評(píng)估方法（如實(shí)空間或傅里葉空間）a)由散射測(cè)試儀器、方法極限所決定的測(cè)試粒度范圍上限和下限；b)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行不確定度估算的實(shí)際需要；SAXS所能探測(cè)的尺寸范圍通常受限于實(shí)際測(cè)試的散射矢量q區(qū)間范圍（即測(cè)量范圍）；此外，輻射的橫向相干長(zhǎng)度也是一個(gè)較少見但實(shí)際存在的尺寸上限限制因素。粒度探測(cè)尺寸的最大值與最小值可參考公式（A.3）進(jìn)行計(jì)算。在此范圍之外所獲得的粒度信息可能并不來源于實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，而是由所本文件所描述的散射數(shù)據(jù)擬合過程，是基于測(cè)量數(shù)據(jù)的不確定度進(jìn)行歸一化處理估算模型與實(shí)測(cè)準(zhǔn)則（即限制或篩選擬合數(shù)據(jù)q范圍的標(biāo)準(zhǔn)），從9入嚴(yán)格的額外已知信息（或直接引入外部數(shù)據(jù)），仍可推導(dǎo)出正最終粒度分布結(jié)果的精確性依賴于多種因素，如顆粒形狀，SAXS儀器的q值范圍，測(cè)試角度相關(guān)的12.2方法概述粒度分布散射數(shù)據(jù)分析方法大致可以分為模型依賴和非模型依賴方法兩類。模型依賴的數(shù)據(jù)擬合據(jù)擬合方法則可以在不假設(shè)粒度分布函數(shù)形式的前提下進(jìn)行演算，僅需對(duì)顆粒的基本形狀特征做出假可以整體較好地?cái)M合實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，X2值則趨近于1。在大多Imeas(qiσ)()odel(qi)]2·················Nd——有效數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)；12.4模型依賴的數(shù)據(jù)擬合（最大化模型與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)之間的一致性）。一種常見的模型函數(shù)如公式（6）所示，用于描述含粒度分為實(shí)現(xiàn)X2值擬合最小化，可采用多種最小X2值優(yōu)化方法來求解模型參數(shù)。其中最常用的是列文伯基于模型的數(shù)據(jù)擬合是目前SAXS領(lǐng)域中最常用的數(shù)據(jù)分析方法，在多種免費(fèi)或開源擬合軟件中均x2值，因此不能簡(jiǎn)單認(rèn)為x2值越小的組合就是正確結(jié)果?；诿商乜_計(jì)算的數(shù)據(jù)擬合方法可用于去除對(duì)粒度分布數(shù)學(xué)函數(shù)形式的預(yù)設(shè)需求。該方法僅依這類方法對(duì)預(yù)設(shè)模型假設(shè)的依賴較低，具有更強(qiáng)的實(shí)測(cè)散射數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)最小x2值求解特性。度在不確定度范圍內(nèi)與實(shí)驗(yàn)散射強(qiáng)度分布相符（即當(dāng)x≤1時(shí)）。通過分析所變參數(shù)的分布情況，可得相似的結(jié)果。如果所有結(jié)果明顯不同，則數(shù)據(jù)不支持提取所嘗試參數(shù)的在基于間接傅立葉變換（IFT）的方法中，假設(shè)散射強(qiáng)度來自一組形狀相同的顆粒群（參見參考文IFT方法采用一種通用方法來估算粒度分布，假設(shè)顆粒的形狀是已知的。默認(rèn)情），結(jié)合穩(wěn)定性條件最小化和加權(quán)最小二乘法擬期望最大化（EM）方法（參見參考文獻(xiàn)[5]）是一種通過最大化參數(shù)的對(duì)數(shù)似然函數(shù)，利用實(shí)驗(yàn)散對(duì)粒度分布的數(shù)學(xué)形式進(jìn)行預(yù)設(shè)，僅需用戶輸入基本散射體的形狀信EM方法相較于其它非模型依賴擬合方法的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)在于其利用了散射數(shù)據(jù)的泊松統(tǒng)計(jì)特性。），EM方法的輸出結(jié)果包括粒度分布曲線（可為數(shù)據(jù)加權(quán)或體積加權(quán)）,可識(shí)別性閾值：即在特定粒度對(duì)同一樣品的重復(fù)測(cè)量可以反映材料在實(shí)驗(yàn)期間是否發(fā)生變化，因此可以作為X射線束下材料降解測(cè)試報(bào)告宜按照ISO9276-1和ISa)對(duì)本文件的引用。-在沒有完整不確定度評(píng)估的情況下，宜提供多次重復(fù)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為重復(fù)性的估計(jì)。ISO/IEC指南98-3[39]可提供幫助，但可能需要專家判斷。URI=3（Uslope）/（2Rg）··········································斜率本身及其不確定性u(píng)-斜率和相應(yīng)的uRg可以隨所選分析的吉尼爾區(qū)域的一部c)如果包括粒度分布，則宜在簡(jiǎn)短的描述中解釋推導(dǎo)該分布的g)兩個(gè)不同濃度樣本的結(jié)果，包括平均直徑和不確定度（如有）。14.2技術(shù)記錄規(guī)定進(jìn)行記錄。這些記錄應(yīng)易于檢索，并在客戶要求時(shí)b)分散和稀釋程序，包括液體的性質(zhì)、濃度和數(shù)量及其清潔程序（如適用）；f)分析人員標(biāo)識(shí)（姓名或首字母縮寫）。一般原理Iparticle=N|F|2····················································），在以下情況下，可以使用在qmin和qmax之間測(cè)量的散射剖面來解析尺度范圍在dmin和dmax之間的的顆粒dmin=2π/qmax和dmax=2π/qmin··············································（A.3）其中q=4π/λsin(θ)是由X射線波長(zhǎng)定義的散射矢量的大小，2θ散射角由入射光束的方向和探測(cè)挑戰(zhàn)在于如何在不測(cè)量強(qiáng)直射光束的情況下達(dá)到較小的qmin。光束的大小、準(zhǔn)直系統(tǒng)的質(zhì)量以及直度和光束寬度）、探測(cè)器串?dāng)_（點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)）和波長(zhǎng)分b)理論擬合函數(shù)的模糊處理。這兩種方法通常都是可行的，但本文件推薦使用第二種方法，因?yàn)樗疚募话ㄐ〗侵凶由⑸?，但可以在以下條件下不受限制b)如果在評(píng)估過程中包含了通常的波長(zhǎng)分布寬度Δλ/λ,約為0.1。A.2根據(jù)吉尼爾曲線計(jì)算回轉(zhuǎn)半徑不同形狀的顆?？梢跃哂邢嗤幕剞D(zhuǎn)半徑和Rg值，但無法區(qū)分Rg=（3/5）r···············r——均勻球形顆粒的半徑。Rg·······················································I=I0exp·····················其中衰減的陡度由回轉(zhuǎn)半徑?jīng)Q定。這被稱為吉尼爾定律，Rg被稱為回轉(zhuǎn)半徑），ln=lnq2···························在很小的角度下，圖A.1中的數(shù)據(jù)點(diǎn)會(huì)突然下降到擬合直線以下。這是由直通光擋光器引起的，表A.3通過模型擬合計(jì)算平均直徑Y(jié)——散射強(qiáng)度I（q圖A.2使用高斯尺寸分布的均勻球體的形整個(gè)q范圍都可以用來擬合數(shù)據(jù)。平均粒度由擬合得出。對(duì)于均質(zhì)球形顆粒，只有半徑?jīng)Q定了周期，這在充分單分散的顆粒中觀察到。振蕩的幅度隨著粒度分布寬度的增加而減小。對(duì)于圖A.2中的A.4顆粒形狀），處的最終斜率指示表面（波羅德Porod區(qū)域）。形狀因子中間部分的振蕩部分（中心或傅里葉區(qū)域）包Y——散射強(qiáng)度I（q3或-4），則顆粒太大而無法解析。這意味著大部分的形狀因子太靠近主光束，并且波羅德區(qū)是實(shí)驗(yàn)上通過曲線擬合或利用傅里葉變換方法將散射模式轉(zhuǎn)換為實(shí)際空間，可以有效地研究形狀因子的振通過識(shí)別PDDF中的關(guān)鍵特征，可以快速地將顆粒的形狀分a)球形的或球狀的；b)長(zhǎng)形的或柱形的；DD任意或不規(guī)則形狀的顆粒產(chǎn)生的PDDF在沒有額外信息的情況下無法分析。在存在多態(tài)性或顯著多除了直接或間接傅里葉變換到實(shí)空間的方法外，最常用的顆粒形狀分析方法是使用適當(dāng)且預(yù)先選擇的模型直接在倒易空間中擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。對(duì)于每單位體積包含N個(gè)均勻顆粒的稀單分散體系，可以忽得，即通過展開到基組上。對(duì)于顆粒間相互作用不可忽略的濃顆粒體積加權(quán)（見圖A.6）。該求和的結(jié)果是一個(gè)平均的形狀因子，不再包含尖銳的最小值。因此，顯Y——散射強(qiáng)度I（q對(duì)于多分散系統(tǒng)，散射函數(shù)是由顆粒的形狀和尺寸分布決定的。多分散性可以用尺寸分布函數(shù)gnumI=NΔPgnumV2P（q,D）dD·······························（A.10）根據(jù)這兩種通用方法，已經(jīng)開發(fā)了多種確定尺寸分布的方法。參考文獻(xiàn)[8]中回顧并總結(jié)了這些方Ir6gnum（r）e一r2q2/3dr···········································（A.11）rapparent=（r8gnum(r)dr/r6gnum（r）dr）1/2·························（A.12）均方法更適用于分布中的較大顆粒，并且該平均值將顯著大于例如通過電子顯微鏡獲得的數(shù)量平均半徑。X射線散射計(jì)算的平均半徑與基于數(shù)量的技術(shù)（如電子顯微鏡）確定的半徑之間的差異取決于分布的寬度。在典型情況下，多分散性在<1:10的區(qū)域，X射線散射平均值將比簡(jiǎn)單數(shù)量平均值大1.5倍甚至至少需要三種不同類型的標(biāo)準(zhǔn)樣品（波長(zhǎng)、尺寸）：——波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)樣品，例如，山崳酸銀會(huì)產(chǎn)生具有一系列已知散射矢量的德拜衍射環(huán)。從這些環(huán)的角度位置和形狀（偏離圓形的程度可以校準(zhǔn)波長(zhǎng)和二維探測(cè)器幾何參——粒度標(biāo)準(zhǔn)樣品。這些標(biāo)準(zhǔn)樣品具有特定的散射曲線形狀?；诖诵畔?，可以比較未知的粒——絕對(duì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)樣品，如玻璃碳、水和某些聚合物。值得注意的是，對(duì)于粒度分布的測(cè)量盡管已經(jīng)提出了系統(tǒng)各種參數(shù)驗(yàn)證程序，但目前尚Scattering.J.Am.Ceram.Soc.2005,88pp.1367-1submicroscopicporositywithfractalproperties.Phys.Rev.Lett.1984,53pp.596anglescatteringusingglobalscatteringfunctions.J.Appl.Cryst.2004,37pp.523-535Determination.SIAMJ.Appl.Math.2016,76pp.276-292Small-AngleX-RaystudyofmetallizedCatalystsSomorjaiG.A.etalpp449-466]—Smallanglex-rayscatteriProceedingofParticulateSystemsAnalysis2008,StratforduponAvon.CD-ROM,UK,2NeutronScatteringPlenumPress13pp.7-11[13]GlatterO.,KratkyO.SmallAngle[14]GuinierA.,FournetG.,Small-AngleScatteringofX-small-angleX-rayscatteringattheAdvancedPhotonSource,”withsupplementarymaJ.Appl.Cryst.2009,42pp.469-4792003,46pp.56-60[18]MasunagaH.,Sakreflectionandscatteringte[21]MorozovV.A.,MethodsforSolvcorre