粒度分布的测试

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粒度测量方法及其选择
☆显微镜法
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粒度测量方法及其选择
☆光学显微镜取样和制样
☆取0.5g粉体试样放在一块玻璃板上,多次的四分 法达到0.01g。
☆置于洗净干燥的玻璃载片上,滴几滴分散液,再用 刮勺或玻璃棒揉研,使样品分散,也可覆上另一载 片后揉研。
☆分散液:蒸馏水、酒精、甲醇、丙酮、苯等挥发性 液体;松节油、甘油、液体石蜡等粘性液体。
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粒度测量方法及其选择
☆筛析法
☆由于制造工艺的原因,出厂筛子筛孔尺寸难保一 致;使用过程中变形导致筛孔尺寸不准——校准。
☆美国国家标准局建议出厂筛子用显微镜法校准,即依 次测量5~10根金属丝直径,每次测量4次,取平均值。 由单位长度上的金属丝数算出筛孔尺寸。
☆使用过程中的筛子,用一种已知粒度分布的标准样品 对筛子定期检查(玻璃球);校验过的筛子和工作筛对同 一种粉体样品进行筛析对比,然后修正。
粒度测量方法及其选择
☆筛析法
☆让 粉 体 试 样 通 过 一 系 列 不 同 筛 孔 的 标 准 筛 , 将 其 分 离 成 若 干 个 粒级,分别称重,求得以质量百分数表示的粒度分布。适用于 0.02~100mm之间的粒度分布。电沉积筛(微孔筛)可达 0.005mm。
丝网筛
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电沉积筛
• 气相反应的催化剂——气体吸附法测量比表面积 • 造滤板的粉末材料——透过法测比表面积 • 感光底片用卤化银溶胶颗粒大小——光学法 • 水文地质学中砂石的沉降——沉降法
☆根据粒度性质数据的用途和所测样品的粒度范围选择 ☆根 据 被 测 颗 粒 本 身第存18在页/共的29形页 式 特 点 选 择
1.2 颗粒的形状
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粒度测量方法及其选择
☆显微镜法
☆显微镜是唯一可以观察和测量单个颗粒的方法,是测 量粒度的最基本方法。标定其他方法。
☆光 学 显 微 镜 : 0 . 3 ~ 2 0 0 μ m ; ☆透射电子显微镜:1nm~5μm; ☆扫描电子显微镜:>10nm。
☆显微镜法测量的样品量极少,取样和制样时,要 保证样品有充分的代表性和良好的分散性。
粒度测量方法及其选择
☆沉降法
重力沉降法特点:适合测量不大(<50m )不小(>1m)的 粒子。
例如,Al2O3 ,10m粒子下降1cm大约一分钟; 1m粒子下降1cm则需要2小时
离心沉降法特点:与重力沉降法相比,离心沉降时间减小。 可测小粒径粒子,粒子尺寸下限一般为0.1 m 两种沉降法都只能测相同密度的粒子;重复性好。
☆孔 径 D 0 = 1 5 ~ 2 0 0 μ m
☆N a O H 、 N a 3 P O 4
☆0.5~1000μm 数万个颗粒/分

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粒度测量方法及其选择
☆电传感法—— 库尔特计数器
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粒度测量方法及其选择
☆沉降法
离心沉降
重力沉降
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离心沉降
形状系数
粒 形径状相指同数的颗粒,形状不相同,其表面积、体积也相同,
因 利此 用,颗颗粒粒本的身表的面各积种粒、径体以积及与表其面粒积径等之数间据的进数行量各关种系无,因在 一 次定 的的组程合度,上或可与以球反形映颗颗粒粒进的行形 比状较而。定另义外的,表颗示粒颗的粒表形面状积 、 的体 各积种是指与标某称一为特形征状尺指寸数,(其粒本径身)并的不平具方有、特立定方的成物正理比意的 , 义这 。个根比据例不系同数的就使可用定目义的为,颗可粒 选的择形相状应系的数形状。指数来表示
平均比表面积粒径
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质量分布 质量分布
无法测量 无法测量
>38 1—100 0.1—100
10—1000 0.01—100 0.01—10
☆测量方法的选择
☆对于同一种样品,不同方法测量的结果不同。这是由
于测量或计算的D的定义本来就不同,或是分散状态不
同 ☆应根据数据的应用场合来选择。
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粒度测量方法及其选择
☆透射显微镜取样和制样
☆取 火 棉 胶 在 醋 酸 戊 酯 中 的 溶 液 ( 1 ~ 5 % ) 1 ~ 2 滴 置 于 静 止的洁净水面上,铺展蒸干成支持膜;碳膜、钵膜和二 氧化硅等用真空蒸镀法制备;
☆将 制 好 的 支 持 膜 托 在 2 0 0 目 方 孔 或 圆 孔 铜 丝 网 上 备 用 。 再将已分散有颗粒的玻璃载片翻转过来,对着预制好的 支持膜,用玻璃棒轻击载片,使颗粒均匀落到膜上制成 样品;
注 颗粒意的:形状①。粒常径用的的定形义状和指粒数径有的:测量方法
②单个颗粒的形状系数与整个颗粒群的形状系数的区别。
③形状系数为一个修正系数,用来衡量实际颗粒与球形颗
粒不一致的程度。
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设颗粒的粒径为Dp, 定义:颗粒的表面积 S=φsDp2 ; 颗粒的体积 V =φV Dp3 ,则
圆形度ψc又称ψ为=轮(廓与比颗,粒表体示积颗相粒等的的投球影体与的圆表接面近积的)程 度,其定义为/(:颗粒的表面积) (≤1)
ψ对c 于= 形(状与不颗规粒则投的影颗面粒积,相由等于的其圆表的面周积长、)体/ (积颗的粒投 测 影量 轮非 廓常的困长难度,)故常(采≤用1实)用球形度ψw,其定义为: ψ 的 圆 的最w程形=小度度(外,ψ与c接应颗和圆用粒实的非投用直常影球径广面形)泛积度。相ψ但w(等ψ都≤的c与表1圆)ψ示的w是颗直有粒径区的)别投/的影(,颗接ψ粒近w投于侧圆重影 于从整体形状上评价,而ψc则侧重于评价颗粒投影轮廓 球 “形 弯度 曲常”用(于凹讨凸论)颗的粒程的度流。动性。
几何图形的玻片,由人眼通过目镜直接观测;或将显微 镜的颗粒图像/照片投影到一个备有标尺或几何图形的 屏幕上,通过对比确定粒度。
第9页/共2感法——库尔特计数器
☆将 被 测 粉 体 分 散 在 电 解 质 溶 液 中 , 在 该 导 电液中置一开小孔的隔板,并将两个电极 分别于小孔两侧插入导电液中。在压差作 用下,颗粒随导电液逐个通过小孔。每个 颗粒通过小孔时产生的电阻变化表现为与 颗粒体积或直径成正比的电压脉冲。
☆支 持 膜 的 材 料 和 厚 度 ( 1 0 ~ 2 0 n m ) 应 保 证 对 电 子 束 基 本上是可穿透的,并具有足够的强度。
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粒度测量方法及其选择
☆显微镜法
☆样品制备后即可用显微镜一个一个测定颗粒,求出统 计平均径;
☆测定的颗粒数一般需几百个以上才有意义。 ☆光学显微镜测量时,常在目镜中插入一块刻有标尺或
方柱形及方板形l=b h=b
h=0.5b h=0.2b
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1 均齐度
均齐度又称为比率,是利用颗粒的三轴径l 、b 、t
而 2 导体出积的充最满简度单的形状指数。 长3f短v面又度积称=为充长容满径积度系/ 数短,径是=颗l粒/的b外接长(方≥体1的)体积与其
扁 本面平 身积度的充体满=积度短Vf径之b又比/称,高即为度:外=f形v b放= /l大tb系t数/,V是(颗≥粒1)(投≥影1的)面 Z显 方积fib然n体Ag=与g,,其A指f故v最/≥数体1小l,积F外b而充=接且满长矩f度v短越形可(度接的以≤近面/表1于扁积)示1平之颗,度比粒则,接表= 即近示l :于颗t 长粒/ 方越b2体接的近程于度长。
这面个积指充数满可度用可作用磨于料粉颗末粒冶抗金碎方裂面的。 基准。
舒尔茨指数:K = n l2 b – 100 ,n =100 / V ,表
示 100 cm3 中的颗粒数。这个指数可用作评价铺路碎石
的形状,K值越小越好;还可用于表示高炉烧结块的形
状。
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4 球形度 球 5 形圆度形ψ表度示颗粒接近于球体的程度,其定义为:
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粗糙度系数
1、形状系数是个宏观量;
2、微观观察,颗粒表面有很多小裂纹或孔洞;
3、粗糙度系数表示颗粒实际表面积与外观看成光
滑颗粒的表面积之比:
粗糙度系数
颗粒微观的实际表面积 R 外观光滑颗粒的宏观表 面积
1
4、颗粒表面实际的粗糙程度直接关系到颗粒间的摩
擦、粘附、吸水性、吸附性及空隙率等。
概述
颗粒砂的轮形橡的状是研胶描磨述料颗粒几何特征的铸重造塑要用参料数型,沙与颗粒的
大小具有同等重要的作用。颗粒的大小——粒径只是在一
维空间中描述颗粒的几何特征,而颗粒的形状则是指颗粒
在平面各好上个的的方填投向影充上轮结具廓构(二维)或表具强面有度(三较高维高,)强空上度隙各点所构 成的图有性尖象相锐。同、粉的体耐耐的磨磨流动性、压缩性率能大等力(学易特排性气,)与颗粒
表面积形状系数
s S / Dp2
s与π的差别表征颗粒形状对球形的偏离。对于
球, s= π;对于立方体s= 6。
体积形状系数
v V / D3p
v与π/6的差别表征颗粒形状对球形的偏离。对 于球, s= π/6;对于立方体s= 1。
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比表面积形状系数
Sv S /V
Sv
s Dp2
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感谢您的观看!
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为此,我们用某个量的数值来表征颗粒的形状, 这些量可统称为形状因子。各种不同意义和名称的 形状因子都是一种无量纲的量,其数值与颗粒的形 状有关,可以在一定程度上表征颗粒形状对于标准 形状(球形)的偏离。很多形状因子是颗粒的不同 粒度的无量纲组合,其中不少是两种粒度之比。
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的形状有着密切的联系。根据粉体用途的不同,对颗粒形
状的要求也不同。
长形颗粒
颗球粒形有颗棱粒角
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球形颗粒
1、薄片状颗粒的表面固着力强,反光效果好。 2、实际粉体颗粒的形状千差万别,几乎不可能 用某一种方法定量、完整地描述。
3、在工程中,必须对颗粒的形状进行定量的描述。
定量地描述颗粒形状的方法,大致可以分为二种。 一种是用一组数来表示,而根据这一组数据可以再 现颗粒的形状;另一种是用一个数来表示,利用颗 粒的各种尺寸以及表面积、体积之间的关系或与某 一基准相比较,从不同的角度来表示颗粒的形状。
将几个筛子按筛孔大小的次序从上到下叠置起来,筛孔尺 寸最大的放在最上面,筛孔尺寸最小的放在最下面,底下 放一无孔的底盘。将称量过的颗粒样品放在上部筛子上, 有规则地摇动一定时间,较小的颗粒通过各个筛的筛孔依 次往下落。对各层筛网上的颗粒计量,即得筛分分析的基 本数据。
筛析操作完成,应检查各粒级的质量总和与取样量的 差值(损失),不应超过1~2%。
/
v
D
3 p
s
D
2 p
/ v D3p
/ Dp
与6的差别表征颗粒形状对球形的偏离。对于 球, = 6。
卡门形状系数 几何体的形状系数
c 6 /
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颗粒形状 球形l=b=h=d
s
v
π
π/6
6
圆锥形l=b=h=d
立方体l=b=h
圆板形l=b,h=d l=b,h=0.5d l=b,h=0.2d
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1.1.4 粒度分布的测试
几种测试方法的比较
测试方法
显微镜法 小孔通过法
测试装置
光学显微镜 电子显微镜 Coulter计数器
测试原理
计数 计数
粒径定义
统计粒径 体积当量径
粒度分布
个数分布 个数分布
适用范围 (m)
1—100
0.001— 100
0.4—1200
光衍射法 激光粒度分析仪
计数
投影圆当量径 个数分布 0.1—900
筛分法 液相沉降法
空气透过法 气体吸附法
标准筛 吸移管 比重计
光透过仪
沉降天平 Werner管
透过仪
筛分 重力沉降 重力沉降 重力沉降 离心沉降 重力沉降 重力沉降
空气透过粉层 时的压力降
BET
短轴径 等沉降粒径
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