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CT 统计颗粒粒径和球形度，Feret 直径和表面积是怎么算的要交代清楚
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用 CT 做颗粒统计的人越来越多，但不同文章里“粒径”“球形度”的算法经常不一样，放在一起比就容易出问题。最近看到一篇铬铁矿直接还原的文章，正好拿来说说。 文章是加拿大自然资源部 CanmetMINING 的 Carter 等人，Comparative Performance of Bio-Carbon and Petroleum Coke as Reductants in CaCl2 Assisted Direct Reduction of Chromite，Materials 2026, 19(18), 3840。他们比较生物炭和石油焦作还原剂，用 Zeiss Versa 610 扫还原后的完整球团（12 mm），视野约 15 mm，体素约 7 μm。扫描前用封口膜包好，防止 CaCl2 吸潮。分割、颗粒分离、体积、表面积和平均 Feret 直径都在 Dragonfly 3D World 2025.1 里算，球形度用 ψ = π^(1/3)·(6V)^(2/3)/A。三组样品各统计了 7 万到 15 万多个合金颗粒。 结果是石油焦那组的合金颗粒明显更粗：按体积算，最大的 20% 颗粒平均 Feret 直径从 500 μm 到 1500 μm 以上，生物炭两组分别是 190–443 μm 和 296–1233 μm。小于 75 μm 的颗粒在生物炭组约占合金体积的 7%，石油焦组不到 2%。球形度方面，生物炭 18 那组几乎在所有粒径段都超过 0.95；另外两组在 106 μm 以下也超过 0.95，越往大越低，最大的颗粒降到 0.4 以下。 这篇有几个地方我觉得做得比较规范，也是自己做的时候容易忽略的。 一是粒径定义写清楚了，用的是平均 Feret 直径，分布按累计体积分数画。换成等效球直径或者按颗粒数加权，曲线形状会差很多，和别人的数据对比之前要先统一。 二是表面积的算法给了出处（引用了 Lindblad 2005 那篇基于局部体素构型加权估算表面积的方法）。直接数体素面的话，台阶效应会让表面积偏大，球形度就偏小，颗粒只有几个体素宽的时候尤其明显。 三是 CT 结果和 BSE、TIMA 的观察对上了，没有只靠 CT 一个数。 有一点文中没有展开：颗粒分离具体用的是什么算法、参数怎么定的。大颗粒球形度掉到 0.4 以下，可能确实是不规则的合金团，也可能有几颗粘连没分开，分水岭类方法过分割或者欠分割对这一段影响最大。 想问问做粉末、颗粒统计的朋友，粘连颗粒的分离结果你们一般怎么验证？抽一部分人工检查，还是和筛分、激光粒度这些结果对比？ 源 DOI：10.3390/ma19183840 |
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