顆粒的大小稱(chēng)作粒度,顆粒的直徑稱(chēng)做粒徑。通常用粒徑來(lái)表示粒度。我們知道只有圓球形的幾何體才有直徑,而實(shí)際測(cè)量的物質(zhì)形狀各異,是有不存在真實(shí)直徑的。因此在粒度分布測(cè)量過(guò)程中所說(shuō)的粒徑并非顆粒的真實(shí)直徑,而是虛擬的“等效直徑"。等效直徑是當(dāng)被測(cè)顆粒的某一物理特性與某一直徑的同質(zhì)球體相近時(shí),就把該球體的直徑作為被測(cè)顆粒的等效直徑。因此用不同原理設(shè)計(jì)的粒度測(cè)量方法的數(shù)據(jù)經(jīng)常有較大的差異。雖然有些儀器有軟件進(jìn)行換算,實(shí)際使用既沒(méi)必要,也不。
表示粒度特性的幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo):
① D50:一個(gè)樣品的累計(jì)粒度分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑大于它的顆粒占50%,小于它的顆粒也占50%,D50也叫中位徑或中值粒徑。D50常用來(lái)表示粉體的平均粒度。
② D97:一個(gè)樣品的累計(jì)粒度分布數(shù)達(dá)到97%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑小于它的的顆粒占97%。D97常用來(lái)表示粉體粗端的粒度指標(biāo)。
其它如D16、D90等參數(shù)的定義與物理意義與D97相似。
③ 比表面積:?jiǎn)挝恢亓康念w粒的表面積之和。比表面積的單位為m2/kg或cm2/g。比表面積與粒度有一定的關(guān)系,粒度越細(xì),比表面積越大,但這種關(guān)系并不一定是正比關(guān)系等參數(shù)的定義與物理意義與D97相似。
測(cè)量原理和儀器列舉如下,不全之處歡迎補(bǔ)充
(1)篩分法:篩分法是一種傳統(tǒng)的粒度測(cè)試方法,也是我廠(chǎng)常用的方法。它是使顆粒通過(guò)不同尺寸的篩孔來(lái)測(cè)試粒度的。篩分法分干篩和濕篩兩種形式,可以用單個(gè)篩子來(lái)控制單一粒徑顆粒的通過(guò)率,也可以用多個(gè)篩子疊加起來(lái)同時(shí)測(cè)量多個(gè)粒徑顆粒的通過(guò)率,并計(jì)算出百分?jǐn)?shù)。篩分法有手工篩、振動(dòng)篩、負(fù)壓篩、全自動(dòng)篩等多種方式。顆粒能否通過(guò)篩幾與顆粒的取向和篩分時(shí)間等素因素有關(guān),不同的行業(yè)有各自的篩分方法標(biāo)準(zhǔn)。
(2)顯微鏡法:測(cè)量與實(shí)際顆粒投進(jìn)面積相同的球形顆粒的直徑即等效投影面積直徑。包括顯微鏡、CCD攝像頭(或數(shù)碼像機(jī))、圖形采集卡、計(jì)算機(jī)等部分組成。它的基本工作原理是將顯微鏡放大后的顆粒圖像通過(guò)CCD攝像頭和圖形采集卡傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中,由計(jì)算機(jī)對(duì)這些圖像進(jìn)行邊緣識(shí)別等處理,計(jì)算出每個(gè)顆粒的投影面積,根據(jù)等效投影面積原理得出每個(gè)顆粒的粒徑,再統(tǒng)計(jì)出所設(shè)定的粒徑區(qū)間的顆粒的數(shù)量,就可以得到粒度分布了。
由于這種方法單次所測(cè)到的顆粒個(gè)數(shù)較少,對(duì)同一個(gè)樣品可以通過(guò)更換視場(chǎng)的方法進(jìn)行多次測(cè)量來(lái)提高測(cè)試結(jié)果的真實(shí)性。除了進(jìn)行粒度測(cè)試之外,它還常用來(lái)觀(guān)察和測(cè)試顆粒的形貌
(3)刮板:把樣品刮到一個(gè)平板的表面上,觀(guān)察粗糙度,以此來(lái)評(píng)價(jià)樣品的粒度是否合格。此法是涂料行業(yè)采用的一種方法。是一個(gè)定性的粒度測(cè)試方法,我以前玩過(guò)一次,別人給我看,我看不出有什么區(qū)別。
(3)沉降法:依據(jù)顆粒的沉降速度作等效對(duì)比,所測(cè)的粒徑為等效沉速?gòu)?,即用與被測(cè)顆粒具有相同沉降速度的同質(zhì)球形顆粒的直徑來(lái)代表實(shí)際顆粒的大小。有簡(jiǎn)單的沉降瓶法和按此原理設(shè)計(jì)的粒度儀。例如一種納米顆粒粒度分析儀采用的是差示沉淀法進(jìn)行顆粒粒度的測(cè)量和分析。樣品被注入到高速旋轉(zhuǎn)的液體中,然后在離心力的作用下,樣品被快速沉淀并通過(guò)檢測(cè)頭被檢測(cè)并拾取。因?yàn)榇笮〔煌念w粒到達(dá)檢測(cè)頭的時(shí)間不同,因此通過(guò)記錄顆粒到達(dá)檢測(cè)頭的時(shí)間,就可以知道顆粒的大小,
(4)電阻法:電阻法又叫庫(kù)爾特法,是由美國(guó)一個(gè)叫庫(kù)爾特的人發(fā)明的一種粒度測(cè)試方法。這種方法是根據(jù)顆粒在通過(guò)一個(gè)小微孔的瞬間,占據(jù)了小微孔中的部分空間而排開(kāi)了小微孔中的導(dǎo)電液體,使小微孔兩端的電阻發(fā)生變化的原理測(cè)試粒度分布的。小孔兩端的電阻的大小與顆粒的體積成正比。當(dāng)不同大小的粒徑顆粒連續(xù)通過(guò)小微孔時(shí),小微孔的兩端將連續(xù)產(chǎn)生不同大小的電阻信號(hào),通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)這些電阻信號(hào)進(jìn)行處理就可以得到粒度分布了。
(5)激光衍射:利用顆粒對(duì)激光的散射特性作等效對(duì)比,所測(cè)出的等效粒徑為等效散射粒徑,即用與實(shí)際被測(cè)顆粒具有相同散射效果的球形顆粒的直徑來(lái)代表這個(gè)實(shí)際顆粒的大小。當(dāng)被測(cè)顆粒為球形時(shí),其等效粒徑就是它的實(shí)際直徑。一般認(rèn)為激光法所測(cè)的直徑為等效體積徑。該方法測(cè)定速度快,不過(guò)從原理上講顆粒越小,衍射角越大,因此它可能更適合小顆粒,我們實(shí)驗(yàn)室有一臺(tái)英國(guó)馬爾文的mastersizer2000激光粒徑儀。
(6)透氣法:透氣法也叫弗氏法。先將樣品裝到一個(gè)金屬管里并壓實(shí),將這個(gè)金屬管安裝到一個(gè)氣路里形成一個(gè)閉環(huán)氣路。當(dāng)氣路中的氣體流動(dòng)時(shí),氣體將從顆粒的縫隙中穿過(guò)。如果樣品較粗,顆粒之間的縫隙就大,氣體流邊所受的阻礙就小;樣品較細(xì),顆粒之間的縫隙就小,氣體流動(dòng)所受的阻礙就大。透氣法就是根據(jù)這樣一個(gè)原理來(lái)測(cè)試粒度的。這種方法只能得到一個(gè)平均粒度值,不能測(cè)量粒度分布。這種方法主要用在磁性材料行業(yè)。
(7)超聲波法:通過(guò)不同粒徑顆粒對(duì)超聲波產(chǎn)生不同的影響的原理來(lái)測(cè)量粒度分布的一種方法。它可以直接測(cè)試固液比達(dá)到70%的高濃度漿料。這種方法是一種新的技術(shù),目前國(guó)內(nèi)外都有人進(jìn)行研究,據(jù)說(shuō)國(guó)外已經(jīng)有了儀器,國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有。
(8)相關(guān)法:用光子相關(guān)原理測(cè)量粒度的一種方法,主要用來(lái)測(cè)量納米材料的粒度分布。國(guó)外已有現(xiàn)成的儀器,國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有。
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