《颗粒测试基本知识及基本方法计划.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《颗粒测试基本知识及基本方法计划.doc（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、颗粒测试的基本知识和基本方法粒度测试是经过特定的仪器和方法对粉体粒度特征进行表征的一项实验工作。粉体在我们平时生活和工农业生产中的应用特别宽泛。如面粉、水泥、塑料、造纸、橡胶、陶瓷、药品等等。在的不一样应用领域中，对粉体特征的要求是各不相同的，在全部反应粉体特征的指标中，粒度散布是全部应用领域中最受关注的一项指标。因此客观真切地反应粉体的粒度散布是一项特别重要的工作。下边就我详细讲一下对于粒度测试方面的基知识和基本方法。一、粒度测试的基本知识1、颗粒：在一尺寸范围内拥有特定形状的几何体。这里所说的一尺寸一般在毫米到纳米之间，颗粒不单指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。2、粉体：由大批的不一样
2、尺寸的颗粒构成的颗粒群。3、粒度：颗粒的大小叫做颗粒的粒度。4、粒度散布：用特定的仪器和方法反应出的不一样粒径颗粒占粉体总量的百分数。有区间散布和累计散布两种形式。区间散布又称为微分散布或频次散布，它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。累计散布也叫积分散布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。5、粒度散布的表示方法：表格法：用表格的方法将粒径区间散布、累计散布一一列出的方法。图形法：在直角标系顶用直方图和曲线等形式表示粒度散布的方法。函数法：用数学函数表示粒度散布的方法。这类方法一般在理论研究时用。如有名的Rosin-Rammler散布就是函数散布。6、粒径和等效粒径：粒径就是颗粒直径。这观
3、点是很简单明确的，那么什么是等效粒径呢，粒径和等效粒径有什么关系呢？我们知道，只有圆球体才有直径，其余形状的几何体是没有直径的，而构成粉体的颗粒又绝大部分不是圆球形的，而是各种各种不规则形状的，有片状的、针状的、多棱状的等等。这些复杂形状的颗粒从理论上讲是不可以直接用直径这个观点来表示它的大小的。而在实质工作中直径是描绘一个颗粒大小的最直观、最简单的一个量，我们又希望能用这样的一个量来描绘颗粒大小，因此在粒度测试的实践中的我们引入了等效粒径这个观点。等效粒径是指当一个颗粒的某一物理特征与同质的球形颗粒相同或邻近时，我们就用该球形颗粒的直径来代表这个实质颗粒的直径。那么这个球形颗粒的粒径就是该实
4、质颗粒的等效粒径。等效粒径详细有以下几种：等效体积径：与实质颗粒体积相同的球的直径。一般为激光法所测直径为等效体积径。等效沉速径：在相同条件下与实质颗粒沉降速度相同的球的直径。沉降法所测的粒径为等效沉速径，又叫Stokes径。等效电阻径：在相同条件下与实质颗粒产生相同电阻成效的球形颗粒的直径。库尔特法所测的粒径为等效电阻径。等效投进面积径：与实质颗粒投进面积相同的球形颗粒的直径。显向镜法和图像法所测的粒径大多是等效投影面积直径。7、表示粒度特征的几个重点指标：D50：一个样品的累计粒度散布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫
5、中位径或中值粒径。D50常用来表示粉体的均匀粒度。D97：一个样品的累计粒度散布数达到97%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径小于它的的颗粒占97%。D97常用来表示粉体粗端的粒度指标。其余如D16、D90等参数的定义与物理意义与D97相像。比表面积：单位重量的颗粒的表面积之和。比表面积的单位为m2/kg或cm2/g。比表面积与粒度有必定的关系，粒度越细，比表面积越大，但这类关系其实不必定是正比关系。8、粒度测试的重复性：同一个样品多次丈量结果之间的偏差。重复性指标是权衡一个粒度测试仪器和方法利害的最重要的指标。它的计算方法是：此中，n为丈量次数（一般n=10）；xi为每次测试结果的典型值（一
6、般为D50值）；x 为多次测试结果典型值的均匀值；为标准差；为重复性相对偏差。影响粒度测试重复性有仪器和方法自己的要素；样品制备方面的要素；环境与操作方面的要素等。粒度测试应拥有优秀的重复性是对仪器和操作人员的基本要求。9、粒度测试的真切性：往常的丈量仪器都有正确性方面的指标。因为粒度测试的特别性，往常用真切性来表示正确性方面的含义。因为粒度测试所测得的粒径为等效粒径，对同一个颗粒，不一样的等效方法可能会获得不一样的等效粒径。可见，因为丈量方法不一样，同一个颗粒获得了两个不一样的结果。也就是说，一个不规则形状的颗粒，假如用一个数值来表示它的大小时，这个数值不是独一的，而是有一系列的数值。而每一
7、种测试方法的都是针对颗粒的某一个特定方面进行的，所获得的数值是全部能表示颗粒大小的一系列数值中的一个，因此相同样品用不一样的粒度测试方法获得的结果有所不一样的是客观原由造成的。颗粒的形状越复杂，不一样测试方法的结果相差越大。但这其实不意味着粒度测试结果能够漫无边沿，而恰好应拥有必定的真切性，就是应比较真切地反应样品的实质粒度散布。真切性目前还没有严格的标准，是一个定性的观点。但有些现象能够做为测试结果然切性利害的依照。比如仪器对标准样的丈量结果应在标称值同意的偏差范围内；经粉碎后的样品应比粉粉碎前更细；经分级后的样品的大颗粒含量应减少；结果与行业标准或公认的方法一致等。二、粒度测试的基本方法粒
8、度测试的方法好多，具统计有上百种。当前常用的有沉降法、激光法、筛分法、图像法和电阻法五种，此外还有几种在特定行业和领域中常用的测试方法。1、沉降法：沉降法是依据不一样粒径的颗粒在液体中的沉降速度不一样丈量粒度散布的一种方法。它的基本过程是把样品放到某种液体中制成必定浓度的悬浮液，悬浮液中的颗粒在重力或离心力作用下将发生沉降。不一样粒径颗粒的沉降速度是不一样的，大颗粒的沉降速度较快，小颗粒的沉降速度较慢。那么颗粒的沉降速度与粒径犹如何的数目关系，经过什么方式反应颗粒的沉降速度呢？ Stokes定律：在重力场中，悬浮在液体中的颗粒受重力、浮力和粘滞阻力的作用将发生运动.从Stokes定律中我们看到
9、，沉降速度与颗粒直径的平方成正比。比方两个粒径比为1:10的颗粒，其沉降速度之比为1:100，就是说细颗粒的沉降速度要慢好多。为了加快细颗粒的沉降速度，缩短丈量时间，现代沉降仪多半引入离心沉降方式。在离心沉降状态下，颗粒的沉降事度与粒度的关系如下：这就是Stokes定律在离心状态下的表达式。因为离心转速都在数百转以上，离心加快度2r远远大于重力加快度g，VcV，因此在粒径相同的条件下，离心沉降的测试时间将大大缩短。比尔定律：如前所述，沉降法是依据颗粒的沉降速度来测试粒度散布的。但直接丈量颗粒的沉降速度是很困难的。因此在实质应用过程中是经过丈量不一样时刻透过悬浮液光强的变化率来间接地反应颗粒的沉
10、降速度的。那么光强的变化率与粒径之间的关系又是如何的呢？比尔是律告诉我们：设在T1、T2、T3、Ti时刻测得一系列的光强值I1I2D3Di，将这些光强值和粒径值代入式（5），再经过计算机办理就能够获得粒度散布了。2、激光法：激光法是依据激光照耀到颗粒后，颗粒能使激光产生衍射或散射的现象来测试粒度散布的。由激光器的发生的激光，经扩束后成为一束直径为10mm左右的平行光。在没有颗粒的状况下该平行光经过富氏透镜后汇聚到后焦平面上。当经过适合的方式将必定量的颗粒均匀地搁置到平行光束中时，平行光将发生散现象。一部分光将与光轴成必定角度向外流传。那么，散射现象与粒径之间有什么关系呢？理论和实验都证明：大颗
11、粒引起的散射光的角度小，颗粒越小，散光与轴之间的角度就越大。这些不一样角度的散射光经过富姓氏透镜后在焦平面大将形成一系列有不一样半径的光环，由这些光环构成的明暗交替的光斑称为Airy斑。Airy斑中包含着丰富粒度信息，简单地理解就是半径大的光环对应着较小的粒径；半径小的光环对应着较大的粒径；不一样半径的光环光的强弱，包含该粒径颗粒的数目信息。这样我们在焦平面上搁置一系列的光电接收器，将由不一样粒径颗粒散射的光信号变换成电信号，并传输到计算机中，经过米氏散理论对这些信号进行数学办理，就能够获得粒度散布了。3、筛分法：筛分法是一种最传统的粒度测试方法。它是使颗粒经过不一样尺寸的筛孔来测试粒度的。筛
12、分法分干筛和湿筛两种形式，能够用单个筛子来控制单调粒径颗粒的经过率，也能够用多个筛子叠加起来同时丈量多个粒径颗粒的经过率，并计算出百分数。筛分法有手工筛、振动筛、负压筛、全自动筛等多种方式。颗粒可否经过筛几与颗粒的取向和筛分时间等素要素有关，不一样的行业有各自的筛分方法标准。4、电阻法：电阻法又叫库尔特法，是由美国一个叫库尔特的人发明的一种粒度测试方法。这类方法是根据颗粒在经过一个小微孔的瞬时，占有了小微孔中的部分空间而排开了小微孔中的导电液体，使小微孔两头的电阻发生变化的原理测试粒度散布的。小孔两头的电阻的大小与颗粒的体积成正比。当不一样大小的粒径颗粒连续经过小微孔时，小微孔的两头将连续产生
13、不一样大小的电阻信号，经过计算机对这些电阻信号进行办理就能够获得粒度散布了。用库尔特法进行粒度测试所用的介质往常是导电性能较好的生理盐水。5、显微图象法：显微图象法包含显微镜、CCD摄像头（或数码像机）、图形收集卡、计算机等部分构成。它的基本工作原理是将显微镜放大后的颗粒图像经过CCD摄像头和图形收集卡传输到计算机中，由计算机对这些图像进行边沿辨别等办理，计算出每个颗粒的投影面积，依据等效投影面积原理得出每个颗粒的粒径，再统计出所设定的粒径区间的颗粒的数目，就能够获得粒度散布了。因为这类方法单次所测到的颗粒个数较少，对同一个样品能够经过改换视场的方法进行多次丈量来提升测试结果的真切性。除了进行粒度测试以外，显微图象法还常用来察看和测试颗粒的容貌。6、其余颗粒度测试方法：除了上述几种粒度测试方法以外，当前在生产和研究领域还常用刮板法、沉降瓶法、透气法、超声波法和动向光散射法等。(1)刮板法：把样品刮到一个
