粉體的基本性質(zhì)

1、第一章粉體的根本性質(zhì)所謂粉體就是大量固體粒子的集合體，而且在集合體的粒子間存在著適當(dāng)?shù)淖饔昧Α７垠w由一個(gè)個(gè)固體粒子所組成，它仍具有固體的許多屬性。與 固體的不同點(diǎn)在于在少許外力的作用下呈現(xiàn)出固體所不具備的流動(dòng)性和 變形。它表示物質(zhì)存在的一種狀態(tài)，即不同于氣體、液體，也不完全同于 固體，正如不少國(guó)外學(xué)者所認(rèn)為的，粉體是氣、液、固相之外的第四相。 粉體粒子間的相互作用力，至今仍無明確的定量概念。通常是指在觸及它時(shí)，集合體就發(fā)生流動(dòng)、變形這樣大小的力。粉體粒子間的適當(dāng)作用力是 粒子集合體成為粉體的必要條件之一，粒子間的作用力過大或過小都不能成為粉體。材料成為粉體時(shí)具有以下特征：能控制物性的方向性；即

2、使是固體也具有一定的流動(dòng)性；在流動(dòng)極限附近流動(dòng)性的變化較大；能在固體狀態(tài)下混合；離散集合是可逆的；具有塑性，可加工成型；具有化學(xué)活性。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途組成粉體的固體顆粒其粒徑的大小對(duì)粉體系統(tǒng)的各種性質(zhì)有很大的影響， 同時(shí)固體顆粒的粒徑大小也決定了粉體的應(yīng)用范疇。各個(gè)工業(yè)部門對(duì)粉體的粒徑要求不同，可以從幾毫米到幾十埃。通常將粒徑大于1毫米的粒子稱為顆粒，而粒徑小于 1毫米的粒子稱為粉體。 個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途 在材料的開發(fā)和研究中，材料的性能主要由材料的組成和顯微結(jié)構(gòu)決定。顯微結(jié)構(gòu)，尤其是無機(jī)非金屬材料在燒結(jié)過程中所形成的顯微結(jié)構(gòu)，在很大程度上由所采用原料的粉體的特性所決定。根據(jù)粉

3、體的特性有目的地對(duì)生產(chǎn)所用原料進(jìn)行粉體的制備和粉體性能的調(diào)控、處理，是獲得性能優(yōu)良的材料的前提。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途第一節(jié)粉體的粒度及粒度分布粉體顆粒是構(gòu)成粉體的根本單位。粉體的許多性質(zhì)都由顆粒的大小及分布狀態(tài)所決定。粒徑或粒度都是表征粉體所占空間范圍的代表性尺寸。對(duì)單個(gè)顆粒，常用粒徑來表示幾何尺寸的大??；對(duì)顆粒群，那么用平均粒度來表 示。任何一個(gè)顆粒群不可能是同一粒徑的粒子所組成的單分散系統(tǒng)，也就是說顆粒群總是由不同粒度組成的多分散系統(tǒng)。為此，對(duì)于顆粒群來說， 最重要的粒度特征是平均粒度和粒度分布。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途、單個(gè)顆粒的粒徑以一因次值即顆粒的尺寸表示粒度時(shí)，該尺寸稱為粒徑。

4、假設(shè)顆粒為球體， 那么粒子的粒徑就為球體直徑。如果顆粒為正方體， 那么粒子粒徑可用其棱邊長(zhǎng)、主對(duì)角線或面對(duì)角線長(zhǎng)來表征。總之，幾何形狀規(guī)那么的顆粒如圓柱 體、三角錐體均可以用直徑或邊長(zhǎng)來作粒徑的代表尺寸。但是，實(shí)際的 粉體形狀相當(dāng)復(fù)雜，而且，每一個(gè)顆粒都有其單獨(dú)的形狀，對(duì)于形狀不規(guī) 那么的顆粒，其粒徑確實(shí)定就比擬困難，此時(shí)就采用一個(gè)虛擬的“直徑來 表示其粒徑的大小。這虛擬的“直徑是利用某些與顆粒大小有關(guān)的性質(zhì)如外表積、體積等的測(cè)定，在一定條件下或通過一定的公式推導(dǎo)出的 具有線性量綱的“演算直徑。“演算直徑常有三軸徑、球當(dāng)量徑、圓 當(dāng)量徑和統(tǒng)計(jì)徑四大類。 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途1三軸徑設(shè)有一

5、最小體積的長(zhǎng)方體外接長(zhǎng)方體恰好能裝入一個(gè)顆粒，如圖1-1所示。以該長(zhǎng)方體的長(zhǎng)度 I、寬度b、高度t定義顆粒的尺寸時(shí)，就稱為三 軸徑。如采用顯微鏡測(cè)定，所觀測(cè)到的是顆粒的平面圖形，將間距最近的 兩平行線間的距離稱為短徑 b，與其垂直方向的平行線間的距離稱為長(zhǎng)徑 I，由顯微鏡載玻片至顆粒頂面間的距離稱為高度t。用顯微鏡測(cè)定時(shí)，通常先確定長(zhǎng)徑，然后，取垂直方向作為短徑。這種取定方法，對(duì)于必須強(qiáng) 調(diào)長(zhǎng)形顆粒存在時(shí)較為有利。 三軸徑的平均計(jì)算式及物理意義列于表1-1。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途圖1-1顆粒的外接長(zhǎng)方體2、球當(dāng)量徑無論是從幾何學(xué)還是物理學(xué)的角度來看，球是最容易處理的。因此，往往 以球?yàn)楦?/p>

6、，把顆?？醋飨喈?dāng)?shù)那颉Ｅc顆粒同體積的球的直徑稱為等體積 球當(dāng)量徑；與顆粒同外表積的球的直徑稱為等外表積球當(dāng)量徑；與顆粒同 比外表積的球的直徑稱為等比外表積球當(dāng)量徑。另外，在流體中以等沉降速度下降的球的直徑稱為等沉降速度球當(dāng)量徑。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途3、圓當(dāng)量徑以與顆粒投影輪廓性質(zhì)相同的圓的直徑表示粒度。與顆粒投影面積相等的圓的直徑稱為投影圓當(dāng)量徑。它可通過裝在顯微鏡目鏡上的測(cè)微尺尺上畫有許多一定尺寸比的圓觀測(cè)確定。另外，還有等周長(zhǎng)圓當(dāng)量徑，它是指圓周與顆粒投影圖形周長(zhǎng)相等的圓的直徑。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途三軸徑的平均值計(jì)公算式表1-1序號(hào)計(jì)算式名稱物理意義1長(zhǎng)短平均徑，二軸平均徑平面圖形

7、的算術(shù)平均2三軸平均徑算術(shù)平均3三軸調(diào)和平均徑冋外接長(zhǎng)方體有相冋比外表積的 球的直徑，或立方體的邊長(zhǎng)4二軸幾何平均徑平面圖形的幾何平均5三軸幾何平均徑冋外接長(zhǎng)方體有相冋體積的立方 體的一邊長(zhǎng)6冋外接長(zhǎng)方體有相冋外表積的立 方體的一邊長(zhǎng)4、統(tǒng)計(jì)平均徑統(tǒng)計(jì)平均徑是平行于一定方向用顯微鏡測(cè)得的線度，又稱定向徑費(fèi)雷特Feret徑：其測(cè)定方法如圖2-2a所示，用微動(dòng)裝置按一定方向移動(dòng)顯微鏡下面裝有試樣的載玻片，同時(shí)用目鏡測(cè)微尺進(jìn)行測(cè) 定。由于載玻片上顆粒的排列無傾向性，因此，所統(tǒng)計(jì)的粒子是隨機(jī)排列 的。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途馬丁 Martin 徑：指沿一定方向把顆粒投影面積二等分線的長(zhǎng)度， 如圖2-

8、2 b所示。最大定向徑：沿一定方向測(cè)定顆粒的最大寬度所得的線度，如圖2-2c所示。圖2-2 投影粒徑的種類二、顆粒群的平均粒度在實(shí)際中，所涉及的不是單個(gè)的顆粒，而是包含各種不同粒徑的顆粒的集 合，即粒子群。對(duì)于不同粒徑顆粒組成的粒子群，為簡(jiǎn)化其粒度大小的描 述，常采用平均粒度的概念。平均粒度是用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法來表征的一個(gè)綜 合概括的數(shù)值。 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途設(shè)粒子群中某一微分區(qū)段的粒徑為di，其相應(yīng)的粒子數(shù)為 ni，那么其平均粒度的計(jì)算方法主要有以下幾種：1算術(shù)平均粒徑2、幾何平均粒徑等式兩邊取對(duì)數(shù)，那么幾何平均粒徑特別適用于服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布的粉體物料。3、調(diào)和平均粒徑4、平均面積徑5、

9、平均體積徑6、長(zhǎng)度平均徑7、面積平均徑面積平均徑特別適合于比外表積與平均粒徑之間的換算，故又稱比外表積粒 徑，是一個(gè)經(jīng)常用到的平均粒徑。8體積平均徑上述平均面積徑、平均體積徑、長(zhǎng)度平均徑、面積平均徑、體積平均徑又稱為 具有物理意義的平均粒徑。這些不同意義的平均粒徑可以用一個(gè)通式來表示， 即個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途當(dāng)q和p (qp)取不同值時(shí)可分別處到前述各具有物理意義的平均粒徑的計(jì) 算公式，見表1-2。盡管計(jì)算粒子群的平均粒徑的方法很多，但是對(duì)于同一粒子群，用不同方法計(jì)算出的平均粒徑都不相同。以常用的算術(shù)平均徑、幾何平均徑和調(diào)和平均 徑來說，其結(jié)果是算術(shù)平均徑 幾何平均徑 調(diào)和平均徑。此外，有

10、些平均粒 徑的計(jì)算方法反映了不同的物理意義。因此，在一定情況下，只能應(yīng)用某一種計(jì)算方法來確定它們的平均粒徑。與任何平均值一樣，平均粒徑只代表粒子群 統(tǒng)計(jì)值特征的一個(gè)方面，不可能全面地表征出全部數(shù)量的性質(zhì)，而這種性質(zhì)對(duì)于一定的粒子群是完全確定的。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途此外，安德列耶夫還提出用定義函數(shù)來求平均粒徑。 設(shè)有粒徑為di、d2、 d3組成的顆粒群，該顆粒群有以粒徑函數(shù)表示的某物理特征 f(d)，那么粒徑 函數(shù)具有加和性質(zhì)，個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途即：f(d)=f(d i )+f(d2)+f(d 3)+f(d)即為定義函數(shù)。對(duì)于粒徑為di、d2、d3組成的顆粒 群，假設(shè)以直徑為D的等徑球

11、形顆粒組成的假 想顆粒群與其對(duì)應(yīng)，如圖1-3所示，如雙方顆 粒群的有關(guān)物理特性完全相等，那么下式成立f(d)=f(D)也就是說，雙方顆粒群具有相同的物理性質(zhì)。這是根本式，如D可求解，那么它就是求 平均粒徑的公式。圖1-3平均粒徑的定義個(gè)人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)平均粒徑的計(jì)算式表1-2平均徑名稱符號(hào)個(gè)數(shù)基準(zhǔn)質(zhì)量基準(zhǔn)備注個(gè)數(shù)算術(shù)平均徑Di顆粒的總數(shù)或總長(zhǎng)長(zhǎng)度平均徑D2p=1 q=2面積平均徑Dap=2 q=3體積平均徑D4p=3q=4平均外表積徑Dsp=0q=2平均體積徑Dvp=0q=3調(diào)和平均徑平均比外表積三、粉體顆粒的粒度分布嚴(yán)格地講，粉體的粒度分布都是不連續(xù)的。但在實(shí)際測(cè)量中，可以將接近于連續(xù)

12、的粒度范圍視為許多個(gè)離散的粒級(jí)。粉體的粒度分布常用粒度分布圖譜和粒度特征函數(shù)式表示。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途1、粒度分布圖譜顆粒群經(jīng)粒度測(cè)定的結(jié)果可得到大量的測(cè)定值，這些大量的測(cè)定數(shù)據(jù)要用適當(dāng)?shù)姆椒右跃C合處理，以便用來推斷出可能的總體性質(zhì)。粒度分布圖譜就是利用圖示法來表征顆粒群的分布特征。這種方法應(yīng)用得較為廣泛。如圖1-4和圖1-5，這是在實(shí)際測(cè)量中經(jīng)常碰到的兩種頻度分布直方 圖。橫坐標(biāo)表示各粒級(jí)的起訖粒度；縱坐標(biāo)表示該粒級(jí)的顆粒所占百分?jǐn)?shù) .A D。圖1-4是所取粒級(jí)的粒度間隔.D相等的情況，而圖 1-5是不 相等的情況。實(shí)際應(yīng)用中，用哪種取法因具體粉體物系而異。顯然，各：.L D等于直方

13、圖中所對(duì)應(yīng)矩形面積所占所有矩形總面積的百分?jǐn)?shù)。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途圖1-4粒度間隔相等的矩形圖和圖1-5粒度間隔不相等的矩形頻率分布曲線圖，以-:-l D為縱坐標(biāo)在圖1-4中，可以看到一條沿矩形圖所作的一光滑曲線，這只是當(dāng)測(cè)定的 粒度間隔 D取得無限小時(shí)，它才有意義，這條曲線稱為頻度分布曲線。 其意義是：任何粒度間隔內(nèi)顆粒的百分?jǐn)?shù)等于曲線下方該間隔內(nèi)的面積占 曲線下方總面積的百分?jǐn)?shù)。圖1-6是典型的頻度分布曲線，在該曲線上表示有二個(gè)特征粒度。它們分別對(duì)應(yīng)于最咼點(diǎn)的最多數(shù)徑或最可幾徑Dm，對(duì)應(yīng)于累積百分?jǐn)?shù)為50%的中位徑D1以及平均徑D，這三個(gè)特征粒度是2非常有用的。 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)

14、用途 圖1-6 頻度分布曲線圖Dm 最多數(shù)量徑；D1 中位徑；D 平均徑2如果頻度分布曲線，那么就可以進(jìn)行計(jì)算DnD八fei占式中：n粒度間隔的數(shù)目；Di 每一間隔內(nèi)的平均粒徑；fdi 顆粒在該粒度間隔的個(gè)數(shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)。_這里引用標(biāo)準(zhǔn)偏差 匚的概念，它被定義為粒徑 Di對(duì)于平均徑D的二次矩的 平方根，即_二反映了分布對(duì)于D的分散程度。匚越大，說明分散性越大，反之，粒度分布 越集中。假設(shè)圖1-6中所示的曲線關(guān)于Dm對(duì)稱，那么，它就符合正態(tài)分布，這時(shí)，恒有 Dm= D1 =D。假設(shè)不對(duì)稱即說明該分布有一定的偏度，這時(shí)Dm、D、D不相同。2 2用g表示這種偏度時(shí)有個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途J F -3

15、g= f. Di -di T它實(shí)際上是粒徑Di關(guān)于D的三次矩。假設(shè)g>0，Dm< D1 < D，如圖2-6，此時(shí)說分布是正偏的；假設(shè)g<0, DvDi<Dm,此時(shí)說分布是負(fù)偏的。 個(gè)人收集整理勿做商業(yè)2用途對(duì)于任何粉體系統(tǒng)，如果知道了以上五個(gè)參數(shù)即Dm、D1、D、二以及g，就2完全掌握和了解了該分散系的粒度特征。(2)累積分布圖1-7是粉體粒度分布的另一種表現(xiàn)，即累積分布曲線(當(dāng)然，更切 合實(shí)際的是用矩形圖表示)。橫坐標(biāo)表示顆粒粒徑；縱坐標(biāo)F (%)表示在某Di以下的顆粒占總顆粒的個(gè)數(shù)或質(zhì)量百分比。圖中F (%)=50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的Di值，使Di的物理意義更加明確。

16、實(shí)際上，累積分布曲線與頻度分2 2布曲線互為積分與微商的關(guān)系。就各微小的等粒度間隔而言，對(duì)應(yīng)于累積分布曲線越陡處即 dF/dD越大處，間隔內(nèi)的百分?jǐn)?shù)越大。業(yè)用途圖1-7累積分布曲線2、粒度特征函數(shù)式粒度特征函數(shù)式能很方便且精確地描述粒子群的粒度分布特征，它是用概率理論或近似函數(shù)的經(jīng)驗(yàn)法來尋求出的數(shù)學(xué)函數(shù)。用分布函數(shù)式不但可以表示粒度分布狀態(tài)，而且，還可以用解析法求出各種平均徑、比外表 積、單位質(zhì)量的顆粒數(shù)等顆粒特征。此外，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，尚能減少?zèng)Q定 分布所需的測(cè)定次數(shù)。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途粒度分布函數(shù)式有多種，僅對(duì)應(yīng)用最廣泛的三種根本分布式作介紹。(1) 正態(tài)分布正態(tài)分布是一條鐘形對(duì)稱曲

17、線，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上稱為高斯曲線。對(duì)于以個(gè) 數(shù)為基準(zhǔn)的粒度分布可用下式表示式中Dp為粒徑，D為平均粒徑，n為個(gè)數(shù)%。該分布函數(shù)中的兩參數(shù)D和匚，完全決定了粒度分布。在正態(tài)概率紙上繪出的正態(tài)分布是一條直 線。因此，上式中的兩個(gè)參數(shù)可方便地加以確定，平均粒徑D與累計(jì)含量50%的粒徑相對(duì)應(yīng)；標(biāo)準(zhǔn)偏差 二是84%粒徑與50%粒徑之差。 個(gè)人收集整理 勿 做商業(yè)用途前面已指出，標(biāo)準(zhǔn)偏差二可表征分布的寬窄程度，但這僅對(duì)相同的D的 假設(shè)干粉體系統(tǒng)而言， 而對(duì)不同D的粉體系統(tǒng)，那么應(yīng)以相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差：/D 來表征之。：越小，頻度分布曲線越“瘦，說明分布越窄。對(duì)于符合上 式的粉體，當(dāng)：=0.2時(shí)，那么有68.3%的顆粒

18、集中在(D -0.2 D )這一狹小 范圍內(nèi)。所以，人們一般把丄0.2的粉體物系近似地稱為單分散系。個(gè)人收 集整理勿做商業(yè)用途在工程上，除利用液相沉淀法制得的特種陶瓷粉末外，大多數(shù)顆粒粒 度分布曲線都是偏鈄的，很少符合正態(tài)分布。(2) 對(duì)數(shù)正態(tài)分布通常，對(duì)于粉體來說，將是粗顆粒一側(cè)形成長(zhǎng)下擺，細(xì)顆粒一側(cè)為自 然形狀，在Dp=O處終結(jié)的非對(duì)稱分布。如將橫坐標(biāo)的算術(shù)坐標(biāo)改為對(duì)數(shù) 坐標(biāo)，那么非對(duì)稱分布就成為正態(tài)分布，其密度函數(shù)為個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途式中 Dg幾何平均值，In Dg=vn Dp n；口一幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差其分布函數(shù)為如果粒子群的粒度分布符合于對(duì)數(shù)正態(tài)分布規(guī)律，那么在對(duì)數(shù)正態(tài)概率格紙上繪

19、制線圖，其測(cè)定值散點(diǎn)必定在一條直線附近。這種分布可用于任 何總體數(shù)量，當(dāng)用不同總體數(shù)量的一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)來繪制線圖時(shí)，那么可得到 一組平行線，如圖1-8所示。 個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途圖1-8典型的對(duì)數(shù)正態(tài)分布圖解參數(shù)Dg和；帀確實(shí)定：令t=l nDp In Dg/；g經(jīng)此標(biāo)準(zhǔn)化后，可應(yīng)用正態(tài)分布表作如下計(jì)算當(dāng) t=0 時(shí)，InDg=lnDp由正態(tài)分布表可知，t=0時(shí)，F(xiàn)(lnDp)=50%，貝UIn Dg=l nD50式中D50粒子群的中位徑，它是表征粒子群粗強(qiáng)程度的一個(gè)參數(shù)。當(dāng) t=1 時(shí)，ln；g=lnDp lnDg此時(shí)，F(xiàn)(lnDp)=84.13%或 R(lnDR)=15.87%,那么ln

20、 g=lnD84.i3一 lnD50=lnDRi5.87一 lnD50當(dāng) t= 1 時(shí)，ln二g=lnDg lnDp，此時(shí)，F(xiàn)(lnDp)=15.87%或 R(lnDR)=84.13%，那么ln-g=lnD50一 lnDi5.87=lnD50一 lnDr84.i3式中D84.13、D15.87分別表示篩下累積為84.13%和15.87%所對(duì)應(yīng)的粒徑；Dr15.87、Dr84.13分別表示累積篩余為15.87%和84.13%所對(duì)應(yīng)的粒徑從而可知，二g是直線的鈄率，它表征了粒子群粒度分布的均勻程度。一般來說，對(duì)數(shù)正態(tài)分布適用于細(xì)磨，特別是超細(xì)磨礦物產(chǎn)品，其它 如結(jié)晶產(chǎn)品，沉淀物料等細(xì)微粉體也大都與

21、對(duì)數(shù)正態(tài)分布函數(shù)吻合。個(gè)人 收集整理勿做商業(yè)用途(3) 羅辛一拉姆勒一本尼特分布式羅辛和拉姆勒等人用鄂式破碎機(jī)、對(duì)輥機(jī)、錘式破碎機(jī)和礫磨機(jī)等設(shè)備處理石英、煤及其它物料得到的篩析曲線說明，破碎產(chǎn)物的粒度特征之不同，既與物料性質(zhì)又與設(shè)備類型有關(guān)。通過整理、歸納出了用指數(shù)函數(shù) 表示的粒度分布式個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途F(Dp)=100 100exp( bD；)如用正累積重量百分?jǐn)?shù)(篩余)R(Dp)來表示，那么R(Dp)=100exp( bD；)令b=1/D；，那么指數(shù)一項(xiàng)可寫成無因次項(xiàng)，即R(Dp)=100exp(Dp/De)m 式中m均勻性系數(shù)，表示粒度分布范圍的寬窄程度。m值愈小，說明粒度分布范

22、圍愈廣，對(duì)微粒及粉碎產(chǎn)品，往往mid； 個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途De特征粒徑，表示顆粒群的粗細(xì)程度。當(dāng)Dp = De時(shí)，那么-1R(Dp)=100e =100/2.718=36.8%亦即，De為正累積產(chǎn)率36.8%處的粒徑。對(duì) R(Dp)=100expI (Dp/De)m等式兩邊各除100,并取倒數(shù)，其后連續(xù)取 兩次對(duì)數(shù)，可得個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途式中 C=log.loge mlogDp。在 logDp與 log log(100/R(Dp)坐標(biāo)系中,上式 作圖為直線，根據(jù)直線鈄率可求出 m，由R(Dp)=36.8%處可求得De，這種圖 就稱為羅辛一拉姆勒一本尼特圖，簡(jiǎn)稱R. R. B圖，如圖

23、1-9所示。做商業(yè)用途R. R. B分布式對(duì)破碎、磨碎產(chǎn)物的粒度分布在大多數(shù)情況下均符 合，尤其對(duì)細(xì)磨的煤、細(xì)磨的礦石、粉磨的石灰石和水泥等更為適宜。目 前許多粒度分析儀都是以R. R. B分布式設(shè)計(jì)的。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途圖1-9 R. R. B分布圖四、粒度的測(cè)定方法粒度是粉體物性的重要特征之一，在粉體工程的研究以及粉體產(chǎn)品的生產(chǎn)中，常常用到諸如平均粒度、粒度組成和粒度分布等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是通 過各種粒度測(cè)定方法得到的。因此，粒度測(cè)定方法是粉體工程研究的主要內(nèi)容之一，在研究與生產(chǎn)起著必不可少的作用。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途最簡(jiǎn)單也是用得最早和應(yīng)用最廣泛的粒度測(cè)定方法是篩分法。隨科學(xué)

24、技術(shù)的開展，為粉體粒度的測(cè)定提供了各種方法和儀器。如沉降法，顯微鏡法個(gè)人收集整理_ _僅供參考學(xué)習(xí)包括光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡，庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器和激光粒度分析儀等等。這此測(cè)定方法的原理、測(cè)定方法和特點(diǎn)大致如表1-3所示。 個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途由于各種粒度測(cè)定方法的物理根底不同，同一樣品用不同的測(cè)定方法得到的粒度的物理意義甚至粒度大小也不盡相同。同時(shí)在各種粒度測(cè)定方法中，有的較簡(jiǎn)單、費(fèi)用較低，但測(cè)定時(shí)間較長(zhǎng)且精度較低；有的測(cè)定時(shí) 間短、精度較高，但費(fèi)用也較高而且儀器復(fù)雜等等。在選擇粒度測(cè)定方法 時(shí)，要根據(jù)粒度范圍、物料性質(zhì)、顆粒大小的表現(xiàn)形式、測(cè)定結(jié)果的用途 以及所需的測(cè)定精度等綜合考慮。個(gè)人收集

25、整理 勿做商業(yè)用途粉體粒度物料測(cè)定方法表1-3方法或儀器 名稱根本原理測(cè)定范圍Am特點(diǎn)絲網(wǎng)篩通過一組篩子將樣品分 散，稱重各粒級(jí)，可獲 得粒度重量累積分布。381000方法簡(jiǎn)單、快速，可獲得 平均粒度和粒度分布，分 干法和濕法兩種篩析法電沉積篩物料通過電成型的微孔篩將樣品分級(jí)556近年來開始在工程技術(shù) 上使用的一種新型師析 儀器重力、iT 沉 降移液管 法分散在沉降介質(zhì)中的樣 品顆粒，其沉降速度是 顆粒大小的函數(shù)，通過 測(cè)定分散體系因顆粒沉 降而發(fā)生的濃度變化， 測(cè)定顆粒大小的粒度分 布1100儀器廉價(jià)，方便簡(jiǎn)單，安 德遜移液管法應(yīng)用很廣。 缺點(diǎn)是測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，分 析、計(jì)算工作量大比重計(jì) 法利用

26、比重計(jì)在一定位置 所示懸濁液比重隨時(shí)間 的變化測(cè)定粒度分布1100濁度法利用光透過法或X射線 透過法測(cè)定因分散體系 濃度變化引起的濁度變 化，測(cè)定樣品的粒度分 布0.1100自動(dòng)測(cè)定，數(shù)據(jù)不需處理 便可得到分布曲線，可用 于在線粒度分析天平法通過測(cè)定已沉降下來的 顆粒的累積重量測(cè)定粒 度分布0.1150自動(dòng)測(cè)疋和自動(dòng)記錄，但 儀器較貴，測(cè)定小顆粒， 誤差較大離心沉降在離心力場(chǎng)中，顆粒沉 降也服從斯托克斯定 律，利用圓盤離心機(jī)使 顆粒沉降，測(cè)定分散體 系的濃度變化；或者使 樣品在空氣介質(zhì)離心力 場(chǎng)中分級(jí)，從而得到粒 度分布0.0130測(cè)定速度快，是超細(xì)粉體 顆粒的根本粒度測(cè)定方 法之一，可得到顆

27、粒大小 和粒度分布，是較先進(jìn)的 測(cè)定方法之一，用途廣泛方法或儀器 名稱根本原理測(cè)定范圍特點(diǎn)庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器懸浮在電解液中的顆 粒，通過一小孔時(shí)，由 于排出一局部電解液而 使液體電阻發(fā)生變化， 這種變化是顆粒大小的 函數(shù)，電子儀器自動(dòng)記 錄下粒度分布0.4200速度快、精度高、統(tǒng)計(jì)性 好，完全自動(dòng)化，近年來 應(yīng)用較廣，可得到顆粒粒 度和粒度分布激光粒度 分析儀根據(jù)夫瑯和費(fèi)衍射原理 測(cè)定顆粒粒度和粒度分 布2176自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn) 單，測(cè)定速度快，重復(fù)性 好，可用于在線粒度分析顯 微 鏡光學(xué)顯微鏡把樣品分散在一定的分 散液中制取樣片，測(cè)顆 粒影像，將所測(cè)顆粒按 大小分級(jí)，便可求出以 顆粒個(gè)數(shù)為基準(zhǔn)

28、的粒度 分布1100直觀性好，可觀察顆粒形 狀，但分析的準(zhǔn)確性受操 作人員主觀因素影響較 大掃描和 透射電 子顯微 鏡與光學(xué)顯微鏡方法相 似。用電子束代替光源， 用磁鐵代替玻璃透鏡。 顆粒由顯微鏡照片顯示 出來0.00110測(cè)定亞微米顆粒、粒度分 布和顆粒形狀的根本方 法，廣泛用于科學(xué)研究， 儀器昂，需專人操作透過法把樣品壓實(shí)，通過測(cè)定 空氣流通過樣品床時(shí)的 阻力，用柯增尼一卡曼 理論計(jì)算樣品的比外表 積，引入形狀系數(shù)，可 換算成平均料徑0.01100儀器簡(jiǎn)單、測(cè)定迅速、再 現(xiàn)性好，但不能測(cè)定粒度 分布數(shù)據(jù)。另外，測(cè)定時(shí) 樣品一定要壓實(shí)BET法根據(jù)BET吸附方程式， 用測(cè)定的氣體吸附量求0.0

29、033這是常用的比外表積測(cè) 定法，再現(xiàn)性好，精度較比外表積，引入形狀系高，但數(shù)據(jù)處理較復(fù)雜數(shù)，可換算成平均粒徑 1篩分法 篩分分析是利用篩孔大小不同的一套篩子進(jìn)行粒度分級(jí)。對(duì)于粒度小于 100mm而大于0.038mm的松散物料，一般用篩分測(cè)定其粒度組成的粒度 分布。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途篩分分析采用的套篩一般有兩種：一種為非標(biāo)準(zhǔn)篩，實(shí)驗(yàn)室可以自己制造，用于篩分粗粒物料。篩孔大小一般為150、120、80、70、50、25、15、12、6、3、2、1等，根據(jù)需要確定。另一種為標(biāo)準(zhǔn)套篩，用于篩分 細(xì)粒物料。標(biāo)準(zhǔn)套篩是由一套篩孔大小有一定比例的、篩孔寬度和篩絲直 徑都按標(biāo)準(zhǔn)制造的篩子組。上層篩子的

30、篩孔大，下層篩子的篩孔小，另外 還有一個(gè)上蓋防止試樣在篩分過程中損失和篩底用于直接接取最低 層篩子的篩下產(chǎn)物。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途將標(biāo)準(zhǔn)篩按篩孔由大到小，從上到下排列起來， 各個(gè)篩子所處的層位叫篩序；在疊好的篩序中，每?jī)蓚€(gè)相鄰的篩孔尺寸之比叫篩序。有些標(biāo)準(zhǔn) 篩有一個(gè)作為基準(zhǔn)的篩子叫基篩，如泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩以200目篩子作為基篩。表1-4所列為幾種常見的標(biāo)準(zhǔn)篩。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途粒度范圍為6mm至0.038mm的物料的篩分分析， 常用實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)套 篩進(jìn)行，可以用干法，也可以用濕法。如果對(duì)篩析的精確度要求不甚嚴(yán)格， 通常直接進(jìn)行干法篩析。但如果試樣含水、含泥較多，物料互相粘結(jié)時(shí)， 應(yīng)采用干

31、濕聯(lián)合篩析法，篩析得到的結(jié)果才比擬精確。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途干法篩析的過程是， 先將標(biāo)準(zhǔn)篩按篩序套好，把樣品倒入最上層篩面上，蓋好上蓋，放到振篩機(jī)上篩分1015分鐘，然后依次將每層篩子取下， 用手在橡皮布上篩分，假設(shè)一分鐘內(nèi)所得篩下物料量小于篩上物料量的1%，那么認(rèn)為已達(dá)篩分終點(diǎn)，否那么要繼續(xù)篩分。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途干濕聯(lián)合篩分的過程是，先將試樣倒入細(xì)孔篩 如200目或325目的篩子中，盛水的盆內(nèi)進(jìn)行篩分，每隔一、二分鐘，將盆內(nèi)的水換一次， 直到盆內(nèi)的水不再混濁不止。將篩上物料進(jìn)行枯燥和稱重，并根據(jù)稱出和重量和原樣品重量之差，推算出洗出的細(xì)粒物料的重量。然后再將枯燥后的篩上物料用

32、干法篩分析， 并將所得最底層的篩下物料量與濕篩時(shí)洗出的 細(xì)粒物料的含量合在一起計(jì)算。篩析結(jié)束后，將各粒級(jí)物料用工業(yè)天平稱重，各粒級(jí)物料重量之和與入篩物料重量之差不得超過入篩物料重量的 1%，否那么應(yīng)重新篩析。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途篩分方法可以測(cè)定粒度分布，通過繪制累積粒度特征曲線，還可以得到累積產(chǎn)率50%時(shí)的平均粒度。篩分法的特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作容易，但篩分結(jié)果受顆粒形狀的影響 較大。另外，絲織篩對(duì)于篩析小于0.038mm的物料困難大。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途使用電沉積篩網(wǎng)，目前可以篩分小至5m的物料。這種篩子用電鑄鎳制成，篩孔為正方形或圓形，操作步驟與標(biāo)準(zhǔn)篩不同。但這種細(xì)篩技術(shù) 存在篩

33、析時(shí)間長(zhǎng)和經(jīng)常發(fā)生堵塞兩個(gè)嚴(yán)重缺點(diǎn)。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途局部篩制表1-4國(guó)際制ISO565我國(guó)分樣篩泰勒篩德國(guó)篩DIN-1171篩孔邊長(zhǎng)mr網(wǎng)目數(shù)篩孔邊長(zhǎng)mm網(wǎng)目數(shù)篩孔邊長(zhǎng)mm網(wǎng)號(hào)篩孔邊長(zhǎng)mm6.745.12.57.925166.36336.68235.682.53.55.691324.75102.044.69941.54121.653.96251.23.35161.2563.32761.022.8181.072.79480.752.36200.982.262100.62240.891.981110.541.7260.71101.651120.491.4280.63121.397140.4

34、31.18320.56141.168160.3851350.5160.991200.30.85400.45200.833240.250.71450.4240.701300.20.6500.355280.589400.150.5550.315320.495500.120.425650.25350.417600.10.355750.2420.351700.0880.3850.18480.295800.0750.251000.154600.2461000.060.2121200.125650.2081300.0360.181500.108800.1750.151800.091000.1470.125

35、2000.0761150.1240.1062800.0551500.1040.093500.0421700.0880.0753700.0382000.0740.0634000.0342300.0620.0532700.0530.0453250.0430.0384000.038*上海產(chǎn)品2、顯微鏡法顯微鏡是唯一能夠?qū)㈩w粒形狀、大小以及分布狀態(tài)進(jìn)行全面了解的方法。用于進(jìn)行粒度測(cè)定的顯微鏡包括光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡。后者又分掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡。光學(xué)顯微鏡通常適用于測(cè)定大于Wm的顆粒，電子顯微鏡測(cè)定的粒度可小至O.OOIm。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途用顯微鏡測(cè)定的粒度一般來說是等球體直徑。

36、但是，顆粒的形狀是多種多樣的，對(duì)于不規(guī)那么形狀的顆粒，已經(jīng)提出了多種方法來表示顯微鏡測(cè)定的 粒度。通常在顯微鏡下采用馬丁徑、費(fèi)萊特徑和投影圓當(dāng)量徑。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途 用顯微鏡測(cè)定得到的粒度分布是按顆粒數(shù)計(jì)算的。根據(jù)不同粒徑的粒子群中所包含的顆粒數(shù)對(duì)全體試樣顆?？倲?shù)的百分率之間的關(guān)系繪制粒度 分布曲線，再根據(jù)小于或大于某一粒徑的顆粒數(shù)之和對(duì)全體試樣的百分第 之間的關(guān)系，又可得到累積粒度特征曲線。此外，還可按顆粒計(jì)算粒度分 布轉(zhuǎn)換為按重量計(jì)算的粒度分布。測(cè)定時(shí)，通常將整個(gè)試樣分成假設(shè)干個(gè)粒級(jí)，對(duì)于每個(gè)粒級(jí)測(cè)定足夠的顆粒數(shù)，然后計(jì)算其平均粒徑。 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途 為了確保測(cè)定結(jié)果的

37、準(zhǔn)確性，要注意以下幾點(diǎn)： a測(cè)定的顆粒數(shù)要足夠多，為了得到正確的粒度分布，必須盡可能在不 同的視域中對(duì)許多的顆粒進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)研究，使用電子顯微鏡時(shí)，至少 要測(cè)定1000個(gè)以上的顆粒，對(duì)于每一個(gè)粒級(jí)，至少必須觀察10個(gè)顆粒。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途b.要選擇適當(dāng)?shù)娘@微倍率，使對(duì)視域中存在的最小顆粒也具有分辨能力。 據(jù)此，在光學(xué)顯微鏡可以清晰測(cè)定的粒度范圍內(nèi)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用光學(xué)顯微鏡。在測(cè)定 Vlm以下的顆粒時(shí)，由于光學(xué)顯微鏡分辨率較差，可選用電 子顯微鏡，但顯微倍率也要適當(dāng)，不能過高。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途c視域中不同角度測(cè)得的粒徑不一樣，因此，最好是先測(cè)其粒度分布， 然后再計(jì)算其平均粒徑

38、。以下簡(jiǎn)單介紹光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡的測(cè)定方法。(1)光學(xué)顯微鏡用光學(xué)顯微鏡測(cè)定粒徑時(shí)，最精確的方法是采用測(cè)微目鏡測(cè)定顆粒的尺寸。對(duì)于某個(gè)給定的測(cè)定對(duì)象，目鏡和物體顯像長(zhǎng)度相配合。為了計(jì)算 顆粒的大小，通常在目鏡中配上顯微刻度尺，如圖1-10所示。 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途圖1-10顯微刻度尺在光學(xué)顯微鏡技術(shù)中，最快速的粒度的測(cè)定方法是采用圖像別離顯微鏡。它由一組特殊的三棱鏡裝配到普通顯微鏡上而構(gòu)成。三棱鏡連接到測(cè)微計(jì)的絲桿上。當(dāng)三棱鏡的面平行時(shí)，就可以看到精確重疊的兩個(gè)圖像。轉(zhuǎn)動(dòng) 顯微鏡和三棱鏡角偏移，直到使重疊圖像的外緣彼此接觸。由此，顯示在 測(cè)微計(jì)上的圖像被校正，可直接得到顆粒的尺寸。

39、個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途(2)電子顯微鏡用電子顯微鏡測(cè)定粒度，通常是通過測(cè)定照片、底片或曬圖片上的圖像來實(shí)現(xiàn)。照片或底片上的圖像可以投影到測(cè)定屏幕上。顆粒尺寸的定義以及 粒度測(cè)定方法與光學(xué)顯微鏡相同。用電子顯微鏡測(cè)定顆粒尺寸時(shí)， 為了得到精確的測(cè)定結(jié)果，必須從某一給定試樣的假設(shè)干個(gè)側(cè)面的照片進(jìn)行測(cè)定。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途電子顯微鏡通常用于光學(xué)顯微鏡分辯極限以外的顆粒，其中掃描電子顯微鏡的測(cè)定下限是 0.02m，透射電子顯微鏡是0.001，且測(cè)量結(jié)果較準(zhǔn)確。但是，用電子顯微鏡測(cè)定粒度時(shí)，試樣的制備較麻煩。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途用顯微鏡測(cè)定顆粒粒度，需要計(jì)算大量的顆粒，容易產(chǎn)生人為誤差。

40、如果 將其與近代圖像儀結(jié)合起來使用，不僅防止了繁瑣的計(jì)算方法，還可在短時(shí)間內(nèi)提供完整的粒度分布和形狀等的資料。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途3、沉降法沉降法是在適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)是中，使顆粒進(jìn)行沉降，再根據(jù)沉降速度測(cè)定顆粒粒徑的方法。除了利用重力場(chǎng)進(jìn)行沉降外，還可利用離心力場(chǎng)測(cè)定更細(xì)的物料的粒度。沉降法原理簡(jiǎn)單，操作計(jì)算也較容易。由于它不僅能測(cè)定粒 度大小，還能測(cè)定粒度分布，因而得到了廣泛的應(yīng)用，是測(cè)定微細(xì)物料粒 度大小與粒度分布的常用方法之一。該法的理論依據(jù)是眾所周知的斯托克斯理論。即密度為 叫，直徑為D的球形顆粒，靠重力在密度為碼，粘度為的流體中沉降時(shí)，其沉降速度為：個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途v乂亠亠

41、T 18式中 H 沉降高度；T沉降H高度所用的時(shí)間; g 重力加速度。這樣，得到的粒徑D=18 v二1 -2 gD=18 inS1稱為斯托克斯徑。實(shí)際上它是與試樣顆粒具有相同沉降速度的球體的直徑。因此，用沉降法測(cè)得的粒徑有時(shí)也稱為等效徑或斯托克斯粒徑。顆粒 的形狀不規(guī)那么時(shí)要取適當(dāng)?shù)男螤钕禂?shù)進(jìn)行修正。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途斯托克斯理論要求顆粒沉降時(shí)的雷諾系數(shù)Re小于或等于0.2。當(dāng)顆粒粒度比擬小時(shí)，重力沉降法需要較長(zhǎng)的時(shí)間，如果在離心力場(chǎng)中沉降，將大大 縮短沉降時(shí)間，并可降消沉降粒度的下限。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途球形顆粒在離心力場(chǎng)中穩(wěn)態(tài)沉降時(shí)，受到兩個(gè)方向相反的力的作用，一個(gè)是離心力，

42、一個(gè)是介質(zhì)阻力，在層流區(qū)域內(nèi)的離心沉降公式為個(gè)人收集整理 勿 做商業(yè)用途式中r顆粒至轉(zhuǎn)軸的距離；dr巴一離心力場(chǎng)中離轉(zhuǎn)軸r處的顆粒的沉降速度；由上式可得dtdr=Vc= dt=J D2 2r18蛍旋轉(zhuǎn)角速度以每秒弧度表示; D 顆粒粒徑。dt設(shè)S為旋轉(zhuǎn)軸到懸浮液面的距離，R為旋轉(zhuǎn)軸到離心沉降管底的距離,粉體中所含顆粒的沉降狀態(tài)在時(shí)間t時(shí)如圖1-11所示，因此，在一定深 度H根據(jù)顆粒濃度隨時(shí)間t而變化，還有一定時(shí)間t內(nèi)無論測(cè)定深度方向顆粒 的濃度或梯度的任何方面時(shí)，用以上的關(guān)系式都可求出物料的粒度分布。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途個(gè)人收集整理_ _僅供參考學(xué)習(xí)圖1-11粉體顆粒的沉降模型圖1-12主

43、要的沉降裝置和沉降曲線應(yīng)用沉降法測(cè)定顆粒粒度的儀器種類很多。 根據(jù)沉降原理，儀器可分為重 力沉降和離心沉降兩大類；根據(jù)測(cè)定或計(jì)算方法又可分為累計(jì)形和增量形， 其 分類見表1-5。 個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途沉降法分類表1-5類型原理測(cè)定方法Ht增量形在一定的咼度下測(cè)定粉體度的變化移液管法定測(cè)定光透過法定測(cè)定測(cè)定定比重天平法定測(cè)定測(cè)定定累計(jì)形測(cè)疋疋冋度以 上或以下粉體濃度的變化天平法定測(cè)定壓力法定測(cè)定比重計(jì)法定測(cè)定測(cè)定時(shí)間t時(shí)高度H的懸浮液中沉降下來的顆粒量或殘留的顆粒量稱為累 計(jì)形；而測(cè)定懸浮液中高度H的顆粒濃度稱為增量形。沉降法的結(jié)構(gòu)圖和沉降曲線的形狀如圖 1-12所示。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)

44、用途 用沉降法測(cè)定顆粒粒度時(shí)，要注意兩個(gè)問題。一是要防止顆粒之間的相互 作用和聚結(jié)，保證使所有顆粒都為自由沉降的條件。為此，對(duì)于微細(xì)粉料 的測(cè)定，為防止相互聚結(jié)而影響測(cè)定結(jié)果，必須使用分散劑。沉降分析常 用的分散劑是六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉等。二是測(cè)定時(shí)溫度要恒定，因?yàn)闇?度變化將影響介質(zhì)的粘度。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途4、庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器 庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器被認(rèn)為是微細(xì)顆粒粒度測(cè)定的優(yōu)良儀器之一。庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器的工作原理是，當(dāng)顆粒通過浸入電解液中的管子的一個(gè)小孔時(shí)，測(cè)定懸浮 液在電解質(zhì)中的顆粒數(shù)目和體積。小孔的一邊安裝了兩個(gè)電極，當(dāng)顆粒通過小孔時(shí)，它取代了小孔內(nèi)相當(dāng)于它本身體積的電解質(zhì)溶液，引起電極間 電

45、阻瞬間時(shí)的變化。電阻變化產(chǎn)生電壓脈沖，其脈沖大小與顆粒體積成正 比。將這些電壓脈沖放大， 測(cè)定其大小并進(jìn)行計(jì)算便可求出懸浮液的粒度 分布。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器的精度取決于被計(jì)數(shù)顆粒的數(shù)目。數(shù)目越多，測(cè)定的精度越高。通常參加分散劑以保證懸浮顆粒完全分散。目前有多種類型庫(kù)爾特計(jì) 數(shù)器用于實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)粒度分析。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途對(duì)于細(xì)微顆粒，采用庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器可在一個(gè)小時(shí)內(nèi)得到相當(dāng)精確的粒度分 析結(jié)果。但是，在使用這類儀器進(jìn)行測(cè)定時(shí)，為了得到精確的結(jié)果，必須充分地稀釋懸殊浮液， 以防止兩個(gè)或多個(gè)顆粒同時(shí)通過小孔產(chǎn)生誤差。此 外，由于顆粒沉降引起小孔橫截面的減小也會(huì)產(chǎn)生誤差。因此

46、，在連續(xù)測(cè) 定的間歇，要用干凈的溶液清洗小孔。這種儀器的一般有效測(cè)定范圍為 0.5200 m o個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途5、激光粒度分析儀激光粒度分析儀是根據(jù)夫瑯和費(fèi)衍射的原理設(shè)計(jì)的。此時(shí)用固體粒子代替小圓屏，并基于兩點(diǎn)假設(shè)：1顆粒呈球形實(shí)際上，對(duì)于微細(xì)粒子可 近似地認(rèn)為是球形；2粒子數(shù)很少，相互間不產(chǎn)生屢次散射實(shí)踐 中，用很稀的固體顆粒懸浮液進(jìn)行測(cè)試，可以滿足此假設(shè)。通常的情況 是光波遇到和其波長(zhǎng)差不多數(shù)量級(jí)的障礙物或孔隙時(shí)，衍射現(xiàn)象才逐漸顯著。但是，當(dāng)光源離障礙物足夠遠(yuǎn)時(shí)，遇到比波長(zhǎng)大得多的障礙物，也能 產(chǎn)生衍射。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途對(duì)于一個(gè)比波長(zhǎng)大得多的球形顆粒，被單色平行光照射而產(chǎn)

47、生衍射時(shí)，衍射條紋的遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)度按衍射角每條紋斑對(duì)透鏡光心的角的分布就可以表示為 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途式中 c常數(shù)；波長(zhǎng)；a小圓屏直徑； sin ；Ji 一階貝塞爾函數(shù)。只要顆粒不發(fā)生重疊，便可以在衍射屏上得到與顆粒大小成比例的光強(qiáng)，利用光電檢測(cè)，便可測(cè)得每個(gè)顆粒的光強(qiáng)，再換算成粒度。由于激光是單 頻率光，易產(chǎn)生相干且光的亮度大，所以用激光作光源，一般都是氦一氖 激光器。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途激光粒度測(cè)定儀的一般自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，測(cè)試迅速，重復(fù)性好，而且可以實(shí)現(xiàn)在線粒度分析。6、透過法透過法是根據(jù)流體通過粉體層時(shí)的透過性測(cè)定粉體比外表積的一種方法。該方法的根底是在t秒內(nèi)通過截?cái)嗝娣e為

48、 A，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的粉體層的流量 Q 與壓力降 P成正比的達(dá)西法那么，即 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途式中一流體的粘度系數(shù)；B與構(gòu)成粉體層的顆粒大小、形狀、充填層空隙率等有關(guān)的常數(shù)，稱為比透過度或透過度柯增尼把粉體層當(dāng)作毛細(xì)管的集合體來考慮，用伯蕭法那么將在粘性流域的透過 度導(dǎo)入規(guī)定的理論公式。卡曼研究了柯增尼公式，發(fā)現(xiàn)關(guān)于各種粒狀物料充填層的透過性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論很一致，并導(dǎo)出了粉體的比外表積與透過度B的關(guān)系式個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途式中，g為重力加速度， 為粉體層的空隙率，Sv為單位容積粉體的比外表積 cm2/cm3, K為柯增尼常數(shù)，與粉體層中流體通路的“扭曲有關(guān)，一般 定為5。從上兩式可得出

49、下式個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途 式中上式稱為柯增尼一卡曼公式，它是透過法的根本公式。式中Sw不粉體的比表2面積cm/g，二為粉體的密度，W為粉體試料的重量g 。個(gè)人收集整理勿做 商業(yè)用途由于、L、A、入W是與試料及測(cè)定裝置有關(guān)的常數(shù)，所以，只要測(cè)定 Q、 P以及時(shí)間t就能求出比外表積Sw，并由下式求出樣品的平均粒徑 個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途式中，Rs是顆粒的形狀系數(shù)，球形和立方體顆粒的形狀系數(shù)取6?？略瞿嵋豢竭m用于層流型的流動(dòng)方式。透過法比外表積測(cè)定裝置按流體的種類分為氣體透過法和液體透過法。透過法是比擬簡(jiǎn)單的粉體物料的比外表積測(cè)定方法。它有迅速、重復(fù)性好的特點(diǎn)，因此，被廣泛應(yīng)用。但是，

50、作為測(cè)定根底理論的柯增尼一卡曼公式 包含著許多假設(shè)的因素。 在測(cè)定中需要特別注意的是，要將物料緊密充填，以使空隙率 到達(dá)最小值。 小,測(cè)得的比外表積大；大，測(cè)得的比外表積小；當(dāng)；趨于很小時(shí)，其比外表積趨于一定值，而且這一值與其它方法 得的值大致相同。此外，試料層厚度L增加時(shí)，易造成填充密度不均勻一， 粉體層的斷面積很小，要注意容器的影響。個(gè)人收集整理 勿做商業(yè)用途7、吸附法吸附法是在試樣顆粒的外表上，吸附斷面積的吸附劑分子，依據(jù)其單分子層的吸附量，計(jì)算出試樣的比外表積，再換算成顆粒的平均粒徑。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途單分子層吸附量的計(jì)算多用BET公式，BET吸附等溫式式中P吸附氣體的壓力；Po

51、吸附氣體的飽和蒸氣壓；V吸附量；Vm單分子層吸附量； K與吸附熱有關(guān)的常數(shù)。PP以 -對(duì)一作圖為一直線，從該直線的鈄率和截距可以求得Vm值，V Po -PPo再由Vm值及吸附氣體分子的截面積 a，可計(jì)算出試樣的比外表積Sw,即個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途式中Vo標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下吸附氣體的摩爾體積22410ml;N阿佛加德羅常數(shù)6.023X 1023分子/摩爾由于氮吸附的非選擇性，低溫氮吸附法通常是測(cè)定比外表積的標(biāo)準(zhǔn)方法，這時(shí)a=16.2A，當(dāng)測(cè)定溫度為-1958C時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為 個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途Sw=4.36Vm值得注意的是，吸附法測(cè)定顆粒粒度，原那么上只適合用于無孔隙及裂縫的顆粒。 因?yàn)槿绻?/p>

52、顆粒中有孔隙或裂紋，用這種方法測(cè)得的比外表積包含了孔隙內(nèi)或裂 縫內(nèi)的比外表積，這樣就比其他的比外表積測(cè)定方法 如透過法測(cè)得的比表 面積大，由此換算得到的顆粒平均粒徑那么偏小。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途第二節(jié)顆粒形狀粉體顆粒的形狀千差萬別，它將影響到粉體的流動(dòng)性和充填性。廣義地說，將影響到顆粒間的作用力。工程上，根據(jù)不同的作用目的，對(duì)顆粒形狀有 不同的要求。往往要求定舊地表示顆粒的形狀，以便描述顆粒形狀和其它 因素之間的關(guān)系，為此，必須給出定義。顆粒形狀的定義指一個(gè)顆粒的輪 廓邊界或外表上各點(diǎn)的圖像。它可分為形狀系數(shù)和形狀指數(shù)。此外，在評(píng) 價(jià)顆粒形狀中還必須考慮顆粒外表的細(xì)微結(jié)構(gòu)，為此，又提出以粗

53、糙度系數(shù)表示顆粒形狀。個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途一、形狀系數(shù)形狀系數(shù)是根據(jù)顆粒的兩個(gè)根本幾何特征面積和體積導(dǎo)出的。首先考 慮一個(gè)顆粒，設(shè)d為顆粒直徑，V為顆粒體積，S為顆粒面積。按其定義， 其外表積形狀系數(shù)、體積形狀系數(shù)和比外表形狀系數(shù)分別為個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途因?yàn)閱挝惑w積顆粒的比外表積SV =S/V -：-sd2/仁d3 -：s/GVd，故有 對(duì)于球體:s=二，：:jv= ：/6，：jsv=6;對(duì)于邊長(zhǎng)為d的立方體，叮Js=6，Jv=1，對(duì) 于不規(guī)那么的顆粒叮、臥Jsv隨d確實(shí)定方法不同而變化。個(gè)人收集整理勿做商業(yè) 用途如以比外表積當(dāng)量徑ds和等體積球當(dāng)量徑dv代替d,那么式中:.：*卡門形狀系數(shù)或外表系數(shù)。對(duì)于球體叮JC = 1。當(dāng)研究對(duì)象為顆粒群，求其形狀系數(shù)時(shí)，其外表積、體積和粒徑均需用平均值， 即形狀系數(shù)實(shí)際上是表示顆粒形狀與球形顆粒不相一致的程度。幾種不同幾何形 狀的顆粒的形狀系數(shù)見表1-6。顆粒形狀系數(shù)表1-6顆粒形狀SVSV球形 l=b=t