粉体表征方法.
球形粉体材料的表征方法与分析
球形粉体材料的表征方法与分析引言：
球形粉体材料广泛应用于许多行业，如电子、化工、医疗和能源等。了解和掌
握球形粉体材料的特性对于优化工艺和改进产品品质至关重要。本文将介绍球形粉体材料的表征方法与分析，包括粒径分布、形状分析、表面特性和结构分析等方面。
一、粒径分布分析
粒径是球形粉体材料的重要特性之一，它会直接影响材料的流动性、堆积密度
和孔隙率等性能。常用的粒径分布分析方法包括激光粒度仪、电子显微镜和动态光散射等技术。其中，激光粒度仪可以快速、准确地测量材料的粒径分布，并提供粒径的平均值、标准差和累积百分比等信息。电子显微镜可以观察并测量粒径的形状和分布情况。动态光散射则可以研究粒子在溶液中的运动行为，进而得出粒径信息。
二、形状分析
除了粒径，球形粉体材料的形状也是需要关注的重要指标。形状特征会直接影
响材料的流动性、储存性和加工性能。常用的形状分析方法有显微照片分析、电子显微镜和成像软件等。显微照片分析可以直观地观察和比较不同样品的形状特征。电子显微镜可以提供更高分辨率的形状图像，并通过成像软件对形状进行进一步分析，如圆度、椭圆度、角度和面积等参数。
三、表面特性分析
球形粉体材料的表面特性对于与其他物质的相互作用具有重要影响。主要的表
面特性包括比表面积、孔隙率、吸附性能和表面形貌等。比表面积可以通过比表面积分析仪进行测量，它能够提供样品的比表面积和孔隙体积等参数。吸附性能可以通过比色法、质谱分析和化学吸附等方法进行评估，以确定材料与其他物质的亲和
性。表面形貌可以通过扫描电子显微镜进行观察和分析，以了解样品表面的纹理和形貌特征。
陶瓷粉体基础表征
针对不同应用领域，研究具有 特定性能需求的陶瓷粉体，拓 展其在能源、环境、生物医学 等领域的应用。
加强跨学科合作，将陶瓷粉体 科学与材料科学、物理学、化 学等学科进行有机结合，推动 陶瓷粉体科学的发展。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
粒度分析
总结词
粒度分析可以测定陶瓷粉体的粒径分布和平均粒径。
详细描述
粒度分析通过测量陶瓷粉体颗粒的尺寸，并统计各尺寸范围的颗粒数量，绘制粒径分布 曲线，计算平均粒径等参数，有助于了解粉体的粒度分布和制备工艺对粉体性能的影响。
05 陶瓷粉体的应用领域
高温陶瓷材料
高温陶瓷材料是指能够在高温环境下 保持良好性能的陶瓷材料，广泛应用 于航空航天、能源、化工等领域。
域。
电子陶瓷材料的制备通常需要控 制其微观结构和成分，以确保其
具有优良的电性能和稳定性。
电子陶瓷材料在电子元器件中起 到绝缘、导电、滤波、谐振等作 用，对于电子设备的性能和可靠
性具有重要影响。
多孔陶瓷材料
多孔陶瓷材料是指具有多孔结构的陶瓷材料，广泛应用于过滤、分离、催化剂载体 等领域。
多孔陶瓷材料的制备通常采用特殊的工艺，如添加造孔剂、颗粒堆积等，以形成多 孔结构。
多孔陶瓷材料的孔径、孔隙率、比表面积等参数对其性能和应用具有重要影响，需 要根据具体应用需求进行优化设计。
经典：粉末的性能与表征
36
测定量
面积
S
质量
m
定义函数
全 体 积 （ 全 质 量 ）
( S d 3 ) (Sd / 6) 6d 2
比表面积 平均比表面积
6 S (Sd )
6 (S / d 3) (S / d 2)
比表面积 平均比表面积
6 (m / d) m
6 (m / d 4) (m / d 3)
平均粒径
(Sd ) S (Sd ) S (S / d 2) (S / d 3)
5
5.0-6.0
58
5.5
19.33
6
6.0-7.0
60
6.5
20.00
7
7.0-8.0
54
7.5
18.00
8
8.0-9.0
36
8.5
12.00
9
9.0-10.0
17
9.5
5.67
10
10.0-11.0
12
10.5
4.00
11
11.0-12.0
6
11.5
2.00
12
12.0-13.0
4
12.5
1.33
正态分布是数理统计学中最重要的分布定
律之一。但在粉体粒度的研究中，正态分
布应用得较少，真正服从正态分布的粉体
BiFeO3粉体的水热法制备与表征
BiFeO3粉体的水热法制备与表征
BiFeO3是一种具有多种优异性能的多铁材料，广泛应用于磁存储、传感器、光电器件等领域。水热法是一种简单有效的制备方法。本文将介绍BiFeO3粉体的水热法制备与表征过程。
制备BiFeO3粉体的原料包括Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)2·9H2O。将两种盐按照化学计量比例混合，并加入适量的去离子水进行溶解。将溶液转移到密封容器中。然后，将密
封容器放入高温高压水热实验装置中。在一定的温度和压力条件下进行水热反应。一般来说，反应温度为180-220℃，反应时间为12-48小时。
水热反应完成后，将制得的沉淀物离心分离，并用去离子水洗涤。然后，将洗涤后的
样品在空气中干燥。将干燥的样品进行煅烧处理，一般温度为600-800℃，时间为2-5小时。煅烧处理的目的是提高BiFeO3的结晶度和纯度。
接下来，对制备得到的BiFeO3粉体进行表征。常用的表征方法包括X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。
利用XRD对样品的结晶性进行分析。XRD分析可以确定样品的晶相结构和晶格常数。
通过与标准晶体卡片进行比对，可以确定BiFeO3的相纯度。
然后，使用SEM观察样品的形貌。SEM图像可以获得样品的表面形貌和粒径分布情况。正常情况下，BiFeO3颗粒呈现出均匀致密的结构。
利用TEM对样品的微观结构进行观察。TEM图像可以获得样品的晶体结构和颗粒的形状。通过高分辨率TEM，还可以观察到样品的晶格缺陷等信息。
通过以上的水热法制备与表征方法，可以得到高质量的BiFeO3粉体样品。这些样品可以用于进一步的物性测试和应用研究。
【精品文章】粉体的物理和化学特性 如何全面表征？
粉体的物理和化学特性如何全面表征？
粉体通常是指由大量的固体颗粒及颗粒间的空隙所构成的集合体。组成粉体的最小单位或个体称为粉体颗粒。粉体的重要特性可以分为四类：（1）物理特性，（2）化学成分，（3）相成分，（4）表面特性。粉体的这些特性对坯体的颗粒堆积均匀性和烧结过程中的微观结构变化有很大的影响，下面就粉体特性的表征方法做简要概述。
一、粉体粒度、粒度分布分析
1、粉体颗粒粒度定义
粉体一般由不同尺寸的颗粒组成，这些尺寸分布在某一范围内。对不规则形状颗粒的尺寸定义有很多种，我们关注的一般是平均颗粒尺寸，根据定义不同有三种：线性平均粒径、表面平均粒径和体积平均粒径。
颗粒形状对流动性和粉末堆积程度有一定影响，一般倾向于球形和等轴状粉末的使用，因为它们能提升固体的堆积同质性。
表1不同颗粒尺寸名称及定义
2、粉体粒度及粒度分布表征方法
粉体粒度及粒度分布表征方法主要有：筛分法、显微分析法、沉积法、激光法、电子传感技术、X射线衍射法。目前最常用的粒度分析方法是采用激光粒度分析仪。
激光粒度分析仪
粉体粒度测试方法对比表：
二、粉体形貌分析
表面形貌表征技术基于微观粒子（原子、离子、中子、电子等）之间的
粉体的表征
1.2 颗粒尺寸和颗粒尺寸分布
陶瓷粉体一般由不同尺寸的颗粒组成，这些尺寸分布在某一范围内。
对不规则形状颗粒的尺寸定义有很多种，见下表。
我们关注的一般是平均颗粒尺寸，根据定义不同有三种：线性平均粒径、表面平 均粒径和体积平均粒径。 颗粒形状对流动性和粉末堆积程度有一定影响，一般倾向于球形和等轴状粉末的 使用，因为它们能提升固体的堆积同质性。
第三章
粉体的表征
组员名单：张梦帆 陈雨谷 罗毅 李经纬 陈垚旭
任永霞 赵晓慧 马新培 关晓娜 刘伟健
章节概要
物理特性表征 化学成分表征 晶体结构和相成分表征 表面形貌表征
《粉体科学与工程基础》粉末的性能与表征
《粉体科学与工程基础》粉末的性能与表征
一、研究背景
粉末的性能对粉体的各种现象、材料的性能、以及相关的应用都有着很大的影响。而粉末的性能包括：几何性能(粒度、比表面、孔径和形状等)；化学性能(化学成分、纯度、氧含量等)；粉体的力学特性(松装密度、流动性、成形性、压缩性、堆积角和剪切角等)；粉末的物理性能和表面特性(真密度、光泽、吸波性、表面活性;电位和磁性等)。
其中气力输送也是对粉末性能的重要应用之一。气力输送过程中物料性能是确定输送特性的重要因素,因此,粉料气力输送技术的实现要以对粉料的性能研究为基础。对影响气力输送的粉体基本性能及其相关参数做了较全面分析,其中粒子尺寸、粒径分布、形状是影响粉料是否可适用于气力输送的关键参数,其它特性都与这三种特性相关联。因此通过对粉体基本性能的研究及其在气力输送中所表现出来的流动特性,建立粉体性能与气力输送特性参数的关系,对气力输送技术的进一步发展,更好地发挥该技术的优越性,具有十分重要的意义。
二、研究现状
粒体性能包括粒子的尺寸、粒度分布、密度、形状、硬度、孔隙率、透气性等,其中粒子尺寸、粒径分布、形状是影响粉料是否可适用于浓相气力输送的关键参数。
2.1 粒子尺寸
粒径又称为粒度,是用来表示粉体颗粒尺寸大小的几何参数,它是粉体诸性质中最重要和最基本的。粒径的定义和表示方法由于颗粒的形状、大小和组成的
不同而不同,同时又与颗粒的形成过程、测试方法和工业用途有密切联系[3]。通常将粒径分为单个颗粒的单一粒径和颗粒群体的平均粒径。
如果粒子是球形的可直接使用其直径作粒径,但实际颗粒的形状都是不规则的,所以要引入当量直径,即把颗粒看成一个相当的球,将该球体的直径作为颗粒的粒径,由于相当的物理量不同,就有不同的粒径,一般可分为:等体积球当量径d v、等表面积球当量径d s、等比表面积球当量径d sv、等投影周长圆当量径d L、等投影面积球当量径d a、等沉降速度球当量径,又称为斯托克斯径d St。
粉体的性能表征及测定
单晶、多晶、非晶、准晶、无定形
10
2.1.2 颗粒的形状
11
颗粒形状影响粉体的特性 不同的使用目的对形状有不同的要求
一些工业产品对颗粒形状的要求
序号 1 2 3 4 5 6
产品种类
对性质的要求
对颗粒形状的要求
涂料、墨水、化妆品 固着力强、反光效果好
片状颗粒
4）沉降速度相当径（Stokes径）：层流中与颗粒具 有相同自由沉降末速的同密度球的直径
8
(4) 不同粒径的差别
9
晶粒：结晶颗粒，内部物质均匀，无晶界和气孔存 在。
一次颗粒：即单个颗粒，指内部没有孔隙的致密材 料，可以是非晶、单晶，也可以是内部晶界密度不很 高的多晶体。
二次颗粒：即颗粒聚集体，是由单个颗粒以弱结合 力构成，包含了一次颗粒与孔隙。
4
由三轴径计算的各种平均径及其物理意义
序号
计算式
名称
物理意义
lb
1
2
lbh
2
3
3
3
1 1 1
lbh
二轴平均径 三轴平均径 三轴调和平均径
平面图形的算术平均
外接长方体算术平均
同外接长方体有相同比表面积的 球的直径或正方体的边长
4
lb
二轴几何平均径
平面图形的几何平均
粉体学测定标准-概述说明以及解释
粉体学测定标准-概述说明以及解释
1.引言
1.1 概述
概述：
粉体学是研究颗粒物料的性质、结构和行为的学科，广泛应用于材料科学、化学工程、制药、食品加工等领域。粉体学测定标准是对粉体性质进行准确、可靠、标准化测试的方法和规范，对于确保产品质量、促进技术发展、提高生产效率具有重要作用。
本文将介绍粉体学的概念、测定方法以及测定标准的重要性，旨在帮助读者更深入了解粉体学领域的相关知识，并为相关研究和应用提供参考依据。通过对粉体学测定标准的研究和应用，可以更好地推动粉体学相关领域的发展，促进产业升级和技术创新。
1.2 文章结构
文章结构部分主要是介绍本文的组织框架和各部分的内容。
本文按照以下结构展开：
1. 引言：概述粉体学测定标准的重要性和必要性，介绍本文的目的。
2. 正文：
2.1 粉体学概念：介绍粉体学的基本概念和特点。
2.2 粉体学测定方法：介绍常见的粉体学测定方法及其原理。
2.3 测定标准的重要性：探讨制定粉体学测定标准的必要性和作用。
3. 结论：
3.1 总结：对本文内容进行总结和概括。
3.2 应用前景：展示粉体学测定标准在实际应用中的潜力和价值。
3.3 展望：展望未来粉体学测定标准的发展方向和可能的应用领域。
通过以上结构，读者可以清晰地了解本文的主要内容和逻辑思路，有助于更好地理解和吸收文章的信息。
1.3 目的
本文的目的是探讨粉体学测定标准的重要性，通过对粉体学概念、测定方法以及标准的分析和解释，强调标准在粉体学领域中的作用和意义。同时，希望能够引起人们对粉体学测定标准的重视，加强对相关标准的遵循和执行，以确保粉体学研究和应用的准确性和可靠性。在不断推动粉体学领域的发展的同时，也为粉体学研究者和从业者提供一个参考和指导，促进相关领域的交流与合作，推动整个行业的健康发展。
粉体表征方法
显微图象法
• 工作原理是将显微镜放大后的颗粒图像通过CCD摄像头 和图形采 集卡传输到计算机中，由计算机对这些图像进 行边缘识别等处理，计算出每个颗粒的投影面积，根据 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 Leabharlann Baidu间的颗粒的数量，就可以得到粒度分布了。 • 除了进行粒度测试之外，显微图象法还常用来观察和测 试颗粒的形貌。
粒度分析的种类和适用范围
光学显微镜 0.8-150μm 显微镜法 电子显微镜 <0.8 μm
传统方法
筛分法(20-100000 μm) 沉降法(粗颗粒 电感应法 激光法 激光衍射法 激光散射法
新发展方法
光子相干光谱法（1nm-5μm） 电超声粒度分析法(5nm-100μm) 电子显微镜图像法 基于颗粒布朗运动的粒度测量 质谱法
激光法粒度测定
• 图为激光粒度仪的原理结构
筛分法
原理：将被测样品经 过不同大小孔径的筛网过 筛，然后再称重，结果是 质量对应筛网目数的分布。 筛分法的测定范围：5μ ｍ～125ｍｍ，可分为水 筛法、干筛法等。 • 优缺点：筛分法是一 种最简便的粒度测试方法， 该方法简单，但准确性差， 较费时，难于测量粘结的 及团聚的粉末颗粒。
沉降法粒度测定
• 颗粒在液体中的沉降状态示意图
沉降法测定颗粒粒度的条件：
• 颗粒形状应当接近于球形，并且完全被液 体润湿 • 颗粒在悬浮体系的沉降速度是缓慢而恒定 的，而且达到恒定速度的时间较短 • 颗粒在悬浮体系中的的布朗运动不会干扰 其沉降速度 • 颗粒间的相互作用不影响沉降过程
粉体流动性测定指导原则公示稿
附件：粉体流动性测定指导原则公示稿
粉体流动性测定指导原则
粉体流动性与制剂生产过程及制剂产品质量密切相关，因此在制药工业中应用广泛。目前，粉体流动性的表征方法有很多，而且影响因素较多，这对准确表征粉体流动性带来一定困难。本指导原则旨在描述药学领域中最常用的粉体流动性表征方法。虽然没有一种单一而简单的测定方法能够充分表征药用粉体的流动性，但本指导原则提供了在药品研发和生产过程中可参考的标准化测定方法。
常用于测定粉体流动性的基本方法有四种：（1）休止角，（2）压缩度和豪斯纳（Hausner）比，（3）流出速度，（4）剪切池法。每种方法都有多个变量。考虑到不同测定方法的相关变量，尽量使测定方法标准化是非常必要的。
因此，本指导原则重点讨论了最常用的测定方法，阐明了重要的试验注意事项，并提出了方法的标准化建议。一般而言，任何测定粉体流动性的方法都应具有实用性、有用性、可重现性、灵敏性，并能获得有意义的结果。需要说明的是，没有任何一种简单的粉体流动性测定方法能够充分而全面地表征制药工业中所涉及的所有粉体的流动性。建议根据科学研究的需要，使用多种标准化的测定方法从不同的方面来表征粉体的流动特性。
休止角
休止角已被广泛用于多个分支学科以表征固体的流动特性，是一种与颗粒间摩擦力或颗粒间相对运动阻力相关的特性参数，其测定结果很大程度取决于所使用的测定方法。在锥体的形成过程中由于粉体的离析、聚结或粉体中空气的混入而增加试验的难度。尽管存在很多困难，但这种方法仍然在制药工业中广泛应用，许多研究实例都证明了休止角在预测生产过程中可能出现的流动性问题具有一定的实用价值。
镁铝尖晶石粉体的制备与表征
镁铝尖晶石粉体的应用领域
陶瓷领域
镁铝尖晶石粉体在陶瓷中的作用：提高陶瓷的强度和耐磨性
镁铝尖晶石粉体在陶瓷中的应用：用于制作耐高温、耐磨损的陶瓷制品
镁铝尖晶石粉体在陶瓷中的优点：可以提高陶瓷的耐热性和化学稳定性
镁铝尖晶石粉体在陶瓷中的发展趋势：随着科技的发展，镁铝尖晶石粉体在陶瓷中的应用将更加广泛。
优点：生产效率高，产品质量好
缺点：能耗高，设备复杂
应用：广泛应用于镁铝尖晶石粉体的制备
化学法
原料：氧化镁、氧化铝、碳酸钙等
wk.baidu.com
反应条件：高温、高压、长时间
反应原理：氧化镁和氧化铝在高温高压下反应生成镁铝尖晶石
产物：镁铝尖晶石粉体
纯化方法：洗涤、过滤、干燥、研磨等
性能测试：XRD、SEM、TEM等
镁铝尖晶石粉体的表征技术
其他领域
生物材料：用于制备生物医学材料，如人工骨、人工关节等
光学材料：用于制备光学器件，如透镜、棱镜等
电子材料：用于制备电子器件，如电容器、电阻器等
陶瓷材料：作为添加剂，提高陶瓷的力学性能和耐磨性
镁铝尖晶石粉体的研究进展与展望
研究进展
镁铝尖晶石粉体的制备方法：固相反应法、水热法、溶胶-凝胶法等
结果：可以获得镁铝尖晶石粉体的晶粒尺寸、晶界分布等信息
特点：高分辨率，可观察样品内部结构
第8章-粉体制备和表征
➢ 固相法：是把固相原料通过降低尺寸或重新组合制备 纳米粉体的方法。（尺寸降低过程、构筑过程）
气相法
液相法
固相法
– 气体冷凝法
– 流动液面上 真空蒸发法
– 等离子体法 – 溅射法
– 化学气相沉 积法（CVD）
–沉淀法 –水 解 法 ( 醇 盐 , 卤 化
化学法示例
气相沉 利用金属化合物蒸气的 纯度高、粒度分布窄， 积法 化学反应合成纳米粒子 但设备和原料要求高
沉淀法 把沉淀剂加入到盐溶液 简单可行，但纯度低， 反应后，将沉淀热处理 颗粒半径大 得到纳米粒子
水热合 高温高压下在水溶液或 纯度高，分散性好， 成法 蒸气等流体中合成纳米 粒度分布窄
粒子 苯热合 在苯溶液中进行高温高 同上 成法 压反应合成纳米粒子
表征内容： ➢粒子形状 ➢团聚状态 ➢化学组成 ➢结晶学性质 ➢表面形状 ➢粉末特性
（1）松装密度与振实密度
由粉体压制成型操作中，常采用容量装粉法。要保证压坯的 密度和质量恒定重现性，则要求每次装填的粉末应有不变的 质量。因而用松装密度或振实密度来描述这种“容积性质”。
松装密度——规定条件下自然充填容器时单位体积内的粉末密 度（GB1478-84，GB5060-85）。
第8章 粉体的制备及其表征
粉体表征方法
激光法粒度测定
• 图为激光粒度仪的原理结构
筛分法
原理：将被测样品经 过不同大小孔径的筛网过 筛，然后再称重，结果是 质量对应筛网目数的分布。 筛分法的测定范围：5μ ｍ～125ｍｍ，可分为水 筛法、干筛法等。 • 优缺点：筛分法是一 种最简便的粒度测试方法， 该方法简单，但准确性差， 较费时，难于测量粘结的 及团聚的粉末颗粒。
显微图象法
• 工作原理是将显微镜放大后的颗粒图像通过CCD摄像头 和图形采 集卡传输到计算机中，由计算机对这些图像进 行边缘识别等处理，计算出每个颗粒的投影面积，根据 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 区间的颗粒的数量，就可以得到粒度分布了。 • 除了进行粒度测试之外，显微图象法还常用来观察和测 试颗粒的形貌。
沉降法粒度测定
• 颗粒在液体中的沉降状态示意图
沉降法测定颗粒粒度的条件：
• 颗粒形状应当接近于球形，并且完全被液 体润湿 • 颗粒在悬浮体系的沉降速度是缓慢而恒定 的，而且达到恒定速度的时间较短 • 颗粒在悬浮体系中的的布朗运动不会干扰 其沉降速度 • 颗粒间的相互作用不影响沉降过程
沉降法粒度测定
形态、比表面积等。
粒度测试的基本知识
• 1、颗粒：在一尺寸范围内具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，颗粒不仅指固 体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。 • 2、粉体：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。 • 3、粒度：颗粒的大小叫做颗粒的粒度。 • 4、粒度分布：用特定的仪器和方法反映出的不同粒径 颗粒占粉体总量的百分数。有区间分布和累计分布两种 形式。区间分布又称为微分分布或频率分布，它表示一 系列粒径区间中颗粒的百分含量。累计分布也叫积分分 布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。
BiFeO3粉体的水热法制备与表征
BiFeO3粉体的水热法制备与表征
BiFeO3是一种多铁性材料，具有独特的磁性和铁电性质，被广泛应用于传感器、存储器和电子器件等领域。水热法是一种简单、低成本且易于扩展的制备方法，可以制备出具有优异性能的BiFeO3粉体。
制备BiFeO3的前驱体溶液。将适量的铋和铁盐溶解在足够的溶剂中形成前驱体溶液。常用的溶剂包括水和有机溶剂，如乙醇、甲醇等。
进行水热反应。将前驱体溶液转移到压力容器中，加热至适当温度并保持一段时间。水热反应的温度一般在100-250摄氏度之间，反应时间可根据需要调节。水热反应的目的是促使前驱体中的铋和铁离子发生反应，生成BiFeO3晶体。
对制得的BiFeO3粉体进行表征。常用的表征方法包括X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等。XRD用于确定BiFeO3粉体的晶体结构和晶粒尺寸；SEM和TEM可以观察粉体的形貌和微观结构。
在水热法制备BiFeO3粉体过程中，需要注意一些关键因素。首先是前驱体的选择和浓度。不同的前驱体和浓度会影响BiFeO3的形貌和性能。其次是反应温度和时间的控制。温度和时间过高或过低都会对反应产物的形貌和结构产生影响。反应溶液的pH值也会对BiFeO3的形貌和性能产生影响。
水热法是制备BiFeO3粉体的一种简单有效的方法，可以调控BiFeO3的形貌和性能。通过对前驱体和反应条件的优化，可以制备出具有优异性能的BiFeO3粉体，为其在器件应用中提供了基础。
粉体测试技术及仪器
直径0.4m至1200 m 体积0.0336-904.8×108 m3
高解析度: DPP技术分析每个单独颗粒产生之脉冲信号， 分辨精度0.001 m
优点： （1） 分辨率高 （2） 测量速度快 （3） 重复性较好 （4） 操作简便
缺点： （1） 动态范围较小 （2） 容易发生堵孔故障 （3） 测量下限不够小
1 m AL
对于一定的比表面积透气仪，仪器常数
K g • p A 5 LQ
K 3 t
S
(1 )
柯增尼-卡曼公式
在勃氏法测定比表面积时，常数Κ都用标 准物质的测定值来代替，即
K SS S (1 S ) S
3 S
tS
SS—标准试样的比表面积；
S—标准试样的密度；
tS —标准试样测定时的时间
两边取对数得
lg Dg fi lg di
3. 加权平均径
1
D
f
in
d
i
f
in
d
i
当＝1，＝0时，有个数长度径； 当＝2，＝1时，有长度面积平均径； 当＝3，＝2时，有面积体积平均径； 当＝4，＝3时，有体积矩平均径。
7.2 颗粒的形状
7.2.1 颗粒的形状
名称 定义
名称
针状 颗粒似针状
片状
多角状 枝状
颗粒具有清晰边缘的多边形 粒状 或多角状
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显微图象法
• 工作原理是将显微镜放大后的颗粒图像通过CCD摄像头 和图形采 集卡传输到计算机中，由计算机对这些图像进 行边缘识别等处理，计算出每个颗粒的投影面积，根据 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 区间的颗粒的数量，就可以得到粒度分布了。
• 除了进行粒度测试之外，显微图象法还常用来观察和测 试颗粒的形貌。
质谱法
沉降法粒度测定
• 沉降法是根据不同粒径的颗粒在液体中的沉降速度 不同测量粒度分布的一种方法。它的基本过程是把样品 放到某种液体中制成一定浓度的悬浮液，悬浮液中的颗 粒在 重力或离心力作用下将发生沉降。不同粒径颗粒的 沉降速度是不同的，大颗粒的沉降速度较快，小颗粒的 沉降速度较慢。
• 重力沉降 10—300μm • 离心沉降 0.01—10μm
粉体的定义
• 一、粉体（Powder）
•
通常是指由大量的固体颗粒及颗粒间的空隙所构成
的集合体。
•
组成粉体的最小单位或个体称为粉体颗粒。
• 二、粉体的物态特征：
• ①具有与液体相类似的流动性；
• ②具有与气体相类似的压缩性；
• ③具有固体的抗变形能力。
• 粉体粒子的物理性质主要有：粒子与粒度分布、粒子 形态、比表面积等。
颗粒占粉体总量的百分数。有区间分布和累计分布两种 形式。区间分布又称为微分分布或频率分布，它表示一 系列粒径区间中颗粒的百分含量。累计分布也叫积分分 布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。
粉体等效粒径
• 1）等效散射粒径：与实际被测颗粒具有相同散射效 果的球形颗粒的直径。激光粒度仪所测的粒径为等效散 射粒径。 2）等效沉速径：在相同条件下与实际颗粒沉降速度 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。 3）等效投影面积径：与实际颗粒投影面积相同的球 形颗粒的直径。显微镜法和图像法所测的粒径大多是等 效投影面积直径。
粒度测试的基本知识
• 1、颗粒：在一尺寸范围内具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，颗粒不仅指固 体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。
• 2、粉体：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。 • 3、粒度：颗粒的大小叫做颗粒的粒度。 • 4、粒度分布：用特定的仪器和方法反映出的不同粒径
沉降法粒度测定
• 颗粒在液体中的沉降状态示意图
沉降法测定颗粒粒度的条件：
• 颗粒形状应当接近于球形，并且完全被液 体润湿
• 颗粒在悬浮体系的沉降速度是缓慢而恒定 的，而且达到恒定速度的时间较短
• 颗粒在悬浮体系中的的布朗运动不会干扰 其沉降速度
• 颗粒间的相互作用不影响沉降过程
沉降法粒度测定
优点
• 3、松密度（bulk density) ρb。是指粉体质量除以该 粉体所占容器的体积V求得的密度，亦称堆密度。
• 4、振实密度：填充粉体时，经一定规律振动或轻敲 后测得的密度称振实密度（tap density） ρbt。
•
原理：将被测样品经
过不同大小孔径的筛网过
筛，然后再称重，结果是
质量对应筛网目数的分布。
筛分法的测定范围：5μ
ｍ～125ｍｍ，可分为水
筛法、干筛法等。
•
优缺点：筛分法是一
种最简便的粒度测试方法，
该方法简单，但准确性差，
较费时，难于测量粘结的
及团聚的粉末颗粒。
电阻法
• 根据颗粒在通过一个小微孔的瞬间，占据了小微孔中的 部分空间而排开了小微孔中的导电液体，使小微孔两端 的电阻发生变化的原理测试 粒度分布的。小孔两端的电 阻的大小与颗粒的体积成正比。当不同大小的粒径颗粒 连续通过小微孔时，小微孔的两端将连续产生不同大小 的电阻信号，通过计算机对 这些电阻信号进行处理就可 以得到粒度分布了。
子真密度，dvs体积面积平均数径。比表面积是 表征粉体中粒子粗细的一种量度，也是表示固体 吸附能力的重要参数。可用于计算无孔粒子和高 度分散粉末的平均粒径。
比表面积的测定方法
• 直接测定粉体的比表面积常用方法有 ：
• 气体吸附法 • 气体透过法气体透过法只能测粒子外部
比表面积，粒子内部空隙的比表面积不能 测，因此不适合用于多孔形粒子的比表面 积的测定。还有溶液吸附、浸润热、消光 、热传导、阳极氧化原理等方法。
粉体的密度
• 1.真密度（true density) ρt。指粉体质量（W）除以不 包括颗粒内外空隙的体积（真体积Vt）求得的密度。ρ t = w/Vt
• 2、颗粒密度（granule density) ρg。是指粉体质量 除以包括开口细孔与封闭细孔在内的颗粒体积Vg所求得 密度。ρg = w/Vg
粒度分析的种类和适用范围
传统方法
显微镜法
光学显微镜 0.8-150μm 电子显微镜 <0.8 μm
筛分法(20-100000 μm)
沉降法(粗颗粒
新发展方法
电感应法
激光衍射法 激光法 激光散射法
光子相干光谱法（1nm-5μm） 电超声粒度分析法(5nm1电00子μ显m微) 镜图像法 基于颗粒布朗运动的粒度测量
其它颗粒粒度测试方法
• (1) 刮板法 • (2) 沉降瓶法 • (3) 透气法 • (4) 超声波法 • (5) 动态光散射法
粉体的比表面积表示方法
• 粉体的比表面积(specific surface area)的表 示方法根据计算基准不同可分为体积比表面积 SV和重量比表面积SW。
• Sw=6/rdvs； Sv=6/dvs • Sw ,Sv分别为重量和体积比表面积， r为粒
• 测量原理：光在行进过程中，遇到粉体颗粒（障碍 物）时，将偏离原来的传播方向继续传播，这种现象中叫 光散射； • 当颗粒尺寸愈小，散射角愈大，颗粒尺寸愈大，散 射角愈小，即利用激光照射到不同大小的颗粒上时产生的 散射光空间分布不同的原理进行测量。
激光法粒度测定
• 图为激光粒度仪的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ理结构
筛分法
• 测量重量分布
• 代表性强
• 经典理论, 不 同 厂 家 仪器结果对比性好
• 价格比激光衍射法便 宜
缺点
• 对于小粒子测试速度 慢, 重复性差
• 非球型粒子误差大
• 不适应于混合物料
• 动态范围比激光衍射 法窄
激光法粒度测定
• 激光法是根据激光照射到颗粒后，颗粒能使激光产 生衍射或散射的现象来测试粒度分布的。