《粒度测量方法》PPT课件
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粒度粒径测试基本知识
这样，在不同的角度上测量散射光的强度，就可以得到样品的粒度分布了。
向前的散射 光束通过特殊的广角元件在检测器上测 量，在向前的方向（最低测量极限 ~0.1um），使用的这一设计大约能包含60 度范围内的散射角。 向后的散射 为了获得纳米级颗粒的散射光。必须 包含明显更大的角度范围。使用了向后的 散射光束，在60到180度的角度范围内作为 向后的散射面检测。使用这一设计测量的 量分布 体积分布
粒度测试中的典型数据
• 平均径： 表示颗粒平均大小的数据。有很多不同的平均值的算法，如D[4， 3]等。根据不同的仪器所测量的粒度分布，平均粒径分、体积平均径、 面积平均径、长度平均径、数量平均径等。 • D50： 也叫中位径或中值粒径，这是一个表示粒度大小的典型值，该值 准确地将总体划分为二等份，也就是说有50%的颗粒超过此值，有 50%的颗粒低于此值。如果一个样品的D50=5μm，说明在组成该样 品的所有粒径的颗粒中，大于5μm的颗粒占50％，小于5μm的颗粒也 占50％。 • 最频粒径： 是频率分布曲线的最高点对应的粒径值。 • D97：D97 一个样品的累计粒度分布数达到 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%。这是一个被广泛应用的 表示粉体粗端粒度指标的数据。
颗粒大小分级习惯术语
纳米颗粒 1-100 nm 亚微米颗粒 0.1-1 um 微粒、微粉 1-100 um 细粒、细粉 100-1000 um 粗粒 大于1 mm
粒度测试的目地
微小颗粒态物质在日常生活和工业生产 中有着很广泛的应用，尺寸的大小和分布 情况直接关系到工业流程，产品质量以及 能源消耗和生产过程的安全性。因此，准 确方便地测量微小颗粒的直径（粒径）并 得到粒径分布函数成为一个非常有意义的 课题。
向前的散射 光束通过特殊的广角元件在检测器上测 量，在向前的方向（最低测量极限 ~0.1um），使用的这一设计大约能包含60 度范围内的散射角。 向后的散射 为了获得纳米级颗粒的散射光。必须 包含明显更大的角度范围。使用了向后的 散射光束，在60到180度的角度范围内作为 向后的散射面检测。使用这一设计测量的 量分布 体积分布
粒度测试中的典型数据
• 平均径： 表示颗粒平均大小的数据。有很多不同的平均值的算法，如D[4， 3]等。根据不同的仪器所测量的粒度分布，平均粒径分、体积平均径、 面积平均径、长度平均径、数量平均径等。 • D50： 也叫中位径或中值粒径，这是一个表示粒度大小的典型值，该值 准确地将总体划分为二等份，也就是说有50%的颗粒超过此值，有 50%的颗粒低于此值。如果一个样品的D50=5μm，说明在组成该样 品的所有粒径的颗粒中，大于5μm的颗粒占50％，小于5μm的颗粒也 占50％。 • 最频粒径： 是频率分布曲线的最高点对应的粒径值。 • D97：D97 一个样品的累计粒度分布数达到 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%。这是一个被广泛应用的 表示粉体粗端粒度指标的数据。
颗粒大小分级习惯术语
纳米颗粒 1-100 nm 亚微米颗粒 0.1-1 um 微粒、微粉 1-100 um 细粒、细粉 100-1000 um 粗粒 大于1 mm
粒度测试的目地
微小颗粒态物质在日常生活和工业生产 中有着很广泛的应用，尺寸的大小和分布 情况直接关系到工业流程，产品质量以及 能源消耗和生产过程的安全性。因此，准 确方便地测量微小颗粒的直径（粒径）并 得到粒径分布函数成为一个非常有意义的 课题。
马尔文激光粒度仪2000PPT课件
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一、粒度的基本概念
• 假设有三个球形颗粒的粒径分别是1、2和 3，那么用不同方法测得的粒径分别是多 少？
2021/3/12
14
一、粒度的基本概念
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123 2 3
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一、粒度的基本概念
149 2.16 3
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一、粒度的基本概念
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3 1827 2.29 3
影响粒度测量结果的因素分析 1.取样 2.样品的分散 3.光学参数的影响
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影响粒度测量结果的因素分析
2021/3/12
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影响粒度测量结果的因素分析
首先考虑是否有适当的介质分散样品 1.溶解性：样品在该溶剂中是否可溶，不溶还是微溶 2.反应：样品与介质是否会发生反应？介质是否会腐蚀仪 器？ 3.悬浮性：样品是否可以比较好的悬浮在介质中 4.分散剂的性质 粘度/纯度/折光率/透明度
2021/3/12
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三、激光衍射法
2021/3/12
小颗粒衍射角大 大颗粒衍射角小
31
三、激光衍射法
2021/3/12
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三、激光衍射法
大颗粒的衍射光强对角度有比较强的依赖性，但随着粒 径的减小，其衍射光对角度的依赖性明显降低，而几百 纳米以下的颗粒的衍射光几乎分布在所有的角度！
2021/3/12
圆柱体与球有着相同体积，而球体只用一
个直径就可以表达一个颗粒尺寸
2021/3/12
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一、粒度的基本概念
• 很多技术采用等效球或者等效圆的直径来 表征粒度－因为对于圆球或者圆来说它们 的直径可以用一个明确的数值来表征，从 而大大方便了结果的表征
沉积物粒度分析ppt课件
粒度分布、个数计量
表面积、平均粒径
40
表面积、平均粒度
沉降法
• 颗粒在液体中的沉降速度与颗粒的大小 有关，大颗粒的沉降速度快，小颗粒的 沉降速度慢
• 测量液面下某一深度处悬浮液浓度的变 化率来间接地判断颗粒的沉降速度
• 沉降式粒度仪是测量悬浮液的透光率来 反映悬浮液浓度
41
重力沉降法的上限临界直径
测量装置
测量结果
放大投影器，图像分析仪（与光 粒度分布，形状参数 学显微镜或电子显微镜相连）、 能谱仪（与电子显微镜相连）
电磁振动式、音波振动式
粒度分布直方图
比重计、比重天平、沉降天平、 粒度分布 光透过式、X射线透过式
光透过式、X射线透过式
粒度分布
激光粒度仪
粒度分布
光子相干粒度仪
粒度分布
库尔特粒度仪 气体通过粒度仪 BET吸附仪
水+20%甘油 水+40%甘油
127
195.1
113.8
173.8
112.6
171.9
112.6
171.9
112.6
171.9
112.6
171.9
103
156.9
86.9
131.8
72.8
110
63.6
96
50.5
76.2
43
影响沉降速度的几个因素
（1）布朗运动 （2）是否达到匀速运动 （3）浓度的影响 （4）非球形颗粒的影响 （5）对流的影响 （6）离心沉降对颗粒运动状态的影响 （7）消光系数
体积%
粒径
0
粒径
50
实测通道对粒度报告的影响
检测器多的粒度仪，实测通 道多，各通道粒度窄，不用 通过合成多个虚拟通道来提 高解析度，结果接近实际
《粒度测量方法》课件
定量分析。
X射线衍射技术
将粒度测量与X射线衍射技术结 合，可实现结晶态颗粒的粒度测
量。
粒度测量技术的标准化与规范化
制定统一的测量标准
01
推动制定国际统一的粒度测量标准，确保不同方法之间的可比
性和一致性。
建立标准化实验室
02
建立国际和国内标准化实验室，开展粒度测量方法的验证和比
对，提高测量精度和可靠性。
沉降法
总结词：操作复杂 详细描述：需要使用大量液体和精密仪器，操作较为复杂，需要专业人员操作。
沉降法
总结词
测量成本高
详细描述
需要使用精密仪器和大量液体，测量成本较高。
激光法
总结词
通过激光散射测量颗粒大小
详细描述
利用激光对颗粒进行散射，通过散射 光的分布计算颗粒大小，测量效率较 高。
激光法
总结词：适用范围较广 详细描述：适用于各种颗粒的测量，测量效率较高，精度较好。
《粒度测量方法》ppt 课件
CONTENTS 目录
• 粒度测量概述 • 粒度测量方法分类 • 粒度测量中的数据处理技术 • 粒度测量技术的发展趋势 • 粒度测量在各领域的应用案例
CHAPTER 01
粒度测量概述
粒度测量的定义与重要性
总结词
粒度测量是测量颗粒物质粒径和粒度分布的方法，对于工业生产、环境保护、医疗健康等领域具有重要意义。
详细描述：操作简单，易于掌 握，不需要专业人员操作。
总结词：测量成本低
详细描述：不需要使用昂贵设 备，测量成本较低。
沉降法
总结词
通过颗粒沉降速度测量颗粒大小
详细描述
根据颗粒在液体中的沉降速度计 算颗粒大小，适用于大颗粒的测 量，精度较高。
X射线衍射技术
将粒度测量与X射线衍射技术结 合，可实现结晶态颗粒的粒度测
量。
粒度测量技术的标准化与规范化
制定统一的测量标准
01
推动制定国际统一的粒度测量标准，确保不同方法之间的可比
性和一致性。
建立标准化实验室
02
建立国际和国内标准化实验室，开展粒度测量方法的验证和比
对，提高测量精度和可靠性。
沉降法
总结词：操作复杂 详细描述：需要使用大量液体和精密仪器，操作较为复杂，需要专业人员操作。
沉降法
总结词
测量成本高
详细描述
需要使用精密仪器和大量液体，测量成本较高。
激光法
总结词
通过激光散射测量颗粒大小
详细描述
利用激光对颗粒进行散射，通过散射 光的分布计算颗粒大小，测量效率较 高。
激光法
总结词：适用范围较广 详细描述：适用于各种颗粒的测量，测量效率较高，精度较好。
《粒度测量方法》ppt 课件
CONTENTS 目录
• 粒度测量概述 • 粒度测量方法分类 • 粒度测量中的数据处理技术 • 粒度测量技术的发展趋势 • 粒度测量在各领域的应用案例
CHAPTER 01
粒度测量概述
粒度测量的定义与重要性
总结词
粒度测量是测量颗粒物质粒径和粒度分布的方法，对于工业生产、环境保护、医疗健康等领域具有重要意义。
详细描述：操作简单，易于掌 握，不需要专业人员操作。
总结词：测量成本低
详细描述：不需要使用昂贵设 备，测量成本较低。
沉降法
总结词
通过颗粒沉降速度测量颗粒大小
详细描述
根据颗粒在液体中的沉降速度计 算颗粒大小，适用于大颗粒的测 量，精度较高。
粒度测试基本知识培训
水质监测
在水质监测领域，粒度测试用于研究 水体中悬浮颗粒物、泥沙、藻类等物 质的粒径分布，评估水质状况和水处 理效果。
农业领域
肥料
粒度测试用于评估化肥、有机肥等肥料颗粒的粒径分布和溶解性能，提高肥料的利用率和施肥效果。
农药
在农药领域，粒度测试用于研究农药制剂的粒径分布和悬浮稳定性，提高农药的防治效果和降低对环 境的污染。
一体化
一体化测试系统将粒度测试与其他相关测试 整合在一起，实现多种测试项目的集成和自 动化，提高测试效率和精度，降低测试成本
。
06
粒度测试案例分享
工业原料的粒度测试案例
要点一
总结词
工业原料的粒度对产品质量和生产工艺具有重要影响，通 过粒度测试可以确保原料粒度的合格性和稳定性。
要点二
详细描述
在工业生产中，许多原料都需要进行粒度测试，以确保其 粒度分布符合生产要求。例如，在陶瓷、磨料、涂料等行 业中，原料的粒度对产品的性能和外观具有重要影响。通 过粒度测试，可以了解原料的粒度分布、粒径大小以及粒 度形状等信息，从而为生产提供可靠的依据。
分散方法选择
01
根据样品性质选择合适的分散方法，如超声分 散、机械搅拌等，确保样品在测试过程中充分
分散。
操作规范
03
严格按照仪器操作规范进行测试，避免因操作 不当导致测试结果偏离。
测试参数设置
02
根据样品特性及测试需求，合理设置测试参数 ，如测试时间、测试模式等。
异常情况处理
04
在测试过程中如遇到异常情况，应立即停止测 试，检查原因并采取相应措施。
THANKS
医药领域
药物制备
粒度测试在医药领域用于研究药物颗粒的粒径和粒径分布，优化药物制剂的制备工艺和 释放性能。
在水质监测领域，粒度测试用于研究 水体中悬浮颗粒物、泥沙、藻类等物 质的粒径分布，评估水质状况和水处 理效果。
农业领域
肥料
粒度测试用于评估化肥、有机肥等肥料颗粒的粒径分布和溶解性能，提高肥料的利用率和施肥效果。
农药
在农药领域，粒度测试用于研究农药制剂的粒径分布和悬浮稳定性，提高农药的防治效果和降低对环 境的污染。
一体化
一体化测试系统将粒度测试与其他相关测试 整合在一起，实现多种测试项目的集成和自 动化，提高测试效率和精度，降低测试成本
。
06
粒度测试案例分享
工业原料的粒度测试案例
要点一
总结词
工业原料的粒度对产品质量和生产工艺具有重要影响，通 过粒度测试可以确保原料粒度的合格性和稳定性。
要点二
详细描述
在工业生产中，许多原料都需要进行粒度测试，以确保其 粒度分布符合生产要求。例如，在陶瓷、磨料、涂料等行 业中，原料的粒度对产品的性能和外观具有重要影响。通 过粒度测试，可以了解原料的粒度分布、粒径大小以及粒 度形状等信息，从而为生产提供可靠的依据。
分散方法选择
01
根据样品性质选择合适的分散方法，如超声分 散、机械搅拌等，确保样品在测试过程中充分
分散。
操作规范
03
严格按照仪器操作规范进行测试，避免因操作 不当导致测试结果偏离。
测试参数设置
02
根据样品特性及测试需求，合理设置测试参数 ，如测试时间、测试模式等。
异常情况处理
04
在测试过程中如遇到异常情况，应立即停止测 试，检查原因并采取相应措施。
THANKS
医药领域
药物制备
粒度测试在医药领域用于研究药物颗粒的粒径和粒径分布，优化药物制剂的制备工艺和 释放性能。
粒度检查法-筛分法(中药制剂检验课件)
（2）适当增加振动力度，使药粉跳动运动增强，能有 效增加粉末间距，筛孔得到充分暴露而利于筛选。
二、注意事项
（3）振动的力要适当，因为粒径有方向性，通过某一 筛孔的粒子的实际长度可能比筛孔的孔径大。如果振动力 度较强，此种误差会增大。
（4）筛动时间不宜过长。若筛动时间长、振动力大， 颗粒间互相撞击破碎，也可引起误差。
三、结果判定
1、局部用散剂（采用单筛分法）除另有规定外，通过七号 筛（125μm±5.8μm）的粉末重量，如不低于供试量的 95%，判为符合规定；低于供试量的95%，则判为不符合 规定。
三、结果判定
2、颗粒剂（采用双筛分法）除另有规定外，不能通过一号 筛（2000μm）和能通过五号筛（180μm）的颗粒及粉末 的总和，不超过供试量的15%，判为符合规定；超过供试 量的15%，则判为不符合规定。
第二法（筛分法） 2.方法
一、操作方法
双筛分法：取各品种项下规定量的供试品 30g，一号筛和五号筛；要求不能通过一号筛 和能通过五号筛的总量不超过供试量的15%。
二、注意事项
（1）在筛动时速度不宜太快，否则由于粉末运动速度 太快，可筛过的粉末来不及与筛网接触而混于不可筛过的粉 末之中而影响ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ果。
1 筛分法检查方法 2 注意事项 3 结果判定
重难点
第二法（筛分法）
一、操作方法
适用于外用散剂或颗粒剂的粒度测定。 分单筛分法（外用散剂）和双筛分法（颗粒剂）。 仪器用具：托盘天平、药筛。
第二法（筛分法）
一、操作方法
2.方法
单筛分法：取各品种项下规定量的供试品10g， 六号筛，旋转振摇至少3分钟，要求通过量不低 于供试量95%。
二、注意事项
（3）振动的力要适当，因为粒径有方向性，通过某一 筛孔的粒子的实际长度可能比筛孔的孔径大。如果振动力 度较强，此种误差会增大。
（4）筛动时间不宜过长。若筛动时间长、振动力大， 颗粒间互相撞击破碎，也可引起误差。
三、结果判定
1、局部用散剂（采用单筛分法）除另有规定外，通过七号 筛（125μm±5.8μm）的粉末重量，如不低于供试量的 95%，判为符合规定；低于供试量的95%，则判为不符合 规定。
三、结果判定
2、颗粒剂（采用双筛分法）除另有规定外，不能通过一号 筛（2000μm）和能通过五号筛（180μm）的颗粒及粉末 的总和，不超过供试量的15%，判为符合规定；超过供试 量的15%，则判为不符合规定。
第二法（筛分法） 2.方法
一、操作方法
双筛分法：取各品种项下规定量的供试品 30g，一号筛和五号筛；要求不能通过一号筛 和能通过五号筛的总量不超过供试量的15%。
二、注意事项
（1）在筛动时速度不宜太快，否则由于粉末运动速度 太快，可筛过的粉末来不及与筛网接触而混于不可筛过的粉 末之中而影响ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ果。
1 筛分法检查方法 2 注意事项 3 结果判定
重难点
第二法（筛分法）
一、操作方法
适用于外用散剂或颗粒剂的粒度测定。 分单筛分法（外用散剂）和双筛分法（颗粒剂）。 仪器用具：托盘天平、药筛。
第二法（筛分法）
一、操作方法
2.方法
单筛分法：取各品种项下规定量的供试品10g， 六号筛，旋转振摇至少3分钟，要求通过量不低 于供试量95%。
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入 计算机，计算机用Mie散射理论对这些信号进行处 理，即得样品的粒度分布。
测量原理示意图
测量方法
激光衍射
0.05—500μ m
X光小角衍射
0.002—0.1μ m
激光衍射
目前的激光法粒度仪基本上都同时应 用了夫琅霍夫(Fraunhofer)衍射理论和 米氏(Mie)衍射理论，前者适用于颗粒直 径远大于入射波长的情况，即用于几个 微米至几百微米的测量；后者用于几个 微米以下的测量。
当光入射到颗粒时，会产生衍射，小颗粒衍射角大，而大颗粒衍射角小，某 一衍射角的光强度与相应粒度的颗粒多少有关。
当样品池内没有颗粒时，光束将被聚焦在环形光 电探测器的中心；当样品池内有颗粒样品时，会聚 的光束会有一部分被颗粒散射到环形探测器的各探
测单元以及大角探测器上，形成“靶芯”状的衍射 光
环，此光环的半径与颗粒的大小有关，衍射光环的 强度与相关粒径颗粒的多少有关，通过环形光电接 受器阵列就可以接受到这些光能信号，光能信号通 过光电探测器转换成了相应的电流信号，送给数据 采集卡，该卡将电信号放大，再进行A/D转换后送
颗粒形状表征方法 和粒度测量方法
颗粒的形状
颗粒大小和形状表征
颗粒的形状对粉体的物理性能、化学性能、输运 性能和工艺性能有很大的影响。例如，球形颗粒粉 体的流动性、填形性好，粉末结合后材料的均匀性 高。涂料中所用的粉末则希望是片状颗粒，这样粉 末的覆盖性就会较其他形状的好。科学地描述颗粒 的形状对粉体的应用会有很大的帮助。同颗粒大小 相比，描述颗粒形状更加困难些。为方便和归一化 起见，人们规定了某种方法，使形状的描述量化， 并且是无量纲的量。这些形状表征量可统称为形状 因子，主要有以下几种：
形状系数
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
若以Q表示颗粒的几何特征，如面积、体积，则Q与颗粒粒径d的关系可表示为：
Q kdp
式中，k即为形状系数。对于颗粒的面积和体积 描述，k有两种主要形式，分别为：
形状系数
•表面形状因子
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
Sj
S
d
2 j
(j表示征对于该种粒径的规定)
m 25.4 (a，d单位mm) ad
ad
25.4
标准规则: 以200目的筛孔尺寸0.074mm为
基准，乘或除模 2 n（或）4 2 n ，则得到
主模系列:
n
0.074 2
n
0.074 2
得到比200目粗的筛孔尺 寸
得到比200目细的筛孔尺寸
副模系列：
0.074 4 2 n 得到比200目粗的筛孔尺寸
2.显微镜 采用定向径方法测量
光学显微镜 0.25——250μ m 电子显微镜 0.001——5μ m
显微镜测定粒度要求统计颗粒的总数：
粒度范围宽的粉末———10000以上 粒度范围窄的粉末———1000 左右
显微镜方法的优缺点
优点 • 可直接观察粒子形状 • 可直接观察粒子团聚 • 光学显微镜便宜
缺点 • 代表性差 • 重复性差 • 测量投影面积直径 • 速度慢
3.光衍射法粒度测试
原理图
激光器
透镜
样品池
透镜
光传感器列阵
未衍射光束
激光束
粉末
衍射光束
中心传感器
从He-Ne激光器发出的激光束经扩束镜后会聚在针孔，针孔将滤掉所有的高阶 散射光，只让空间低频的激光通过。然后，激光束成为发散的光束，该光束遇 到傅立叶透镜后被聚焦。
0.074 4 2 n 得到比200目细的筛孔尺寸
标准筛系列：
32 42 48 60 65 80 100 115 150 170 200 270
325 400 其中最细的是400目，孔径是38μm。
筛分的优缺点
优点 • 统计量大, 代表性强 • 便宜 • 重量分布
缺点 • 下限38微米 • 人为因素影响大 • 重复性差 • 非规则形状粒子误差 • 速度慢
与π 的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
球 立方体 6
形状系数
•体积形状因子
V j
V
d
3 j
6 Vj 与
的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
Vj球 6 Vj立方体 1
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
形状系数 •比表面积形状系数 SV
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
S
π
0.81π
3π /2 π 7π /10 3π /5
6
6 4 2.8 2.4
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
V
π /6
π /12
π /4 π /8 π /20 π /40
1
1 0.5 0.2 0.1
SV
6
9.7
6 8 14 24
6
6 8 14 24
球形度
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
与颗粒等体积的球的表面积与颗粒的表面积之比
扁平度m与延伸度n
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
一个任意形状的颗粒，测得该颗粒的长、宽、高为l、b、h，定义方法与前面讨 论颗粒大小的三轴径规定相同，则：
扁平度
m
颗粒的宽度 颗粒的高度
b n
延伸度
n
颗粒的长度 颗粒的宽度
l b
颗粒粒度测量方法
1．筛分析法 （>40μ m）
国际标准筛制：Tyler(泰勒)标准 单位：目 目数为筛网上1英（25.4mm）寸长度内的网孔 数
w
dV dS
2
可以看出：
1. w 1 ；
2. 颗粒为球形时， w 达最大值。
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
一些规则形状体的球形度：
球体 圆柱体（d=h）
立方体 正四面体 圆柱(d：h=1：10) 圆板(d：h=10：1)
w =1 w =0.877 w =0.806 w =0.671 w =0.580 w =0.472
Hale Waihona Puke 能特点• 测量的动态范围大，动态范围越大越方便，目 前先进的激光粒度可以超过1：1000；
• 测量速度快，从进样至输出测试报告，只需 1min，是目前最快的仪器之一；
• 重复性好，由于取样量多，对同一次取样进行 超过100次的光电采样，故测量的重复精度很高， 达1%以内；
SVj Sj Vj
表面形状因子与体积形状因子的比值
一些规则几何体的形状因子
几何形状
球形 (d)
圆锥形 (l=b=h=d)
圆(l=b) h=d l=b h=0.5d l=b h=0.2d l=b h=0.1d
立方体 l=b=h
方柱体 l=b h=b l=b h=0.5b l=b h=0.2b l=b h=0.1b
测量原理示意图
测量方法
激光衍射
0.05—500μ m
X光小角衍射
0.002—0.1μ m
激光衍射
目前的激光法粒度仪基本上都同时应 用了夫琅霍夫(Fraunhofer)衍射理论和 米氏(Mie)衍射理论，前者适用于颗粒直 径远大于入射波长的情况，即用于几个 微米至几百微米的测量；后者用于几个 微米以下的测量。
当光入射到颗粒时，会产生衍射，小颗粒衍射角大，而大颗粒衍射角小，某 一衍射角的光强度与相应粒度的颗粒多少有关。
当样品池内没有颗粒时，光束将被聚焦在环形光 电探测器的中心；当样品池内有颗粒样品时，会聚 的光束会有一部分被颗粒散射到环形探测器的各探
测单元以及大角探测器上，形成“靶芯”状的衍射 光
环，此光环的半径与颗粒的大小有关，衍射光环的 强度与相关粒径颗粒的多少有关，通过环形光电接 受器阵列就可以接受到这些光能信号，光能信号通 过光电探测器转换成了相应的电流信号，送给数据 采集卡，该卡将电信号放大，再进行A/D转换后送
颗粒形状表征方法 和粒度测量方法
颗粒的形状
颗粒大小和形状表征
颗粒的形状对粉体的物理性能、化学性能、输运 性能和工艺性能有很大的影响。例如，球形颗粒粉 体的流动性、填形性好，粉末结合后材料的均匀性 高。涂料中所用的粉末则希望是片状颗粒，这样粉 末的覆盖性就会较其他形状的好。科学地描述颗粒 的形状对粉体的应用会有很大的帮助。同颗粒大小 相比，描述颗粒形状更加困难些。为方便和归一化 起见，人们规定了某种方法，使形状的描述量化， 并且是无量纲的量。这些形状表征量可统称为形状 因子，主要有以下几种：
形状系数
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
若以Q表示颗粒的几何特征，如面积、体积，则Q与颗粒粒径d的关系可表示为：
Q kdp
式中，k即为形状系数。对于颗粒的面积和体积 描述，k有两种主要形式，分别为：
形状系数
•表面形状因子
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
Sj
S
d
2 j
(j表示征对于该种粒径的规定)
m 25.4 (a，d单位mm) ad
ad
25.4
标准规则: 以200目的筛孔尺寸0.074mm为
基准，乘或除模 2 n（或）4 2 n ，则得到
主模系列:
n
0.074 2
n
0.074 2
得到比200目粗的筛孔尺 寸
得到比200目细的筛孔尺寸
副模系列：
0.074 4 2 n 得到比200目粗的筛孔尺寸
2.显微镜 采用定向径方法测量
光学显微镜 0.25——250μ m 电子显微镜 0.001——5μ m
显微镜测定粒度要求统计颗粒的总数：
粒度范围宽的粉末———10000以上 粒度范围窄的粉末———1000 左右
显微镜方法的优缺点
优点 • 可直接观察粒子形状 • 可直接观察粒子团聚 • 光学显微镜便宜
缺点 • 代表性差 • 重复性差 • 测量投影面积直径 • 速度慢
3.光衍射法粒度测试
原理图
激光器
透镜
样品池
透镜
光传感器列阵
未衍射光束
激光束
粉末
衍射光束
中心传感器
从He-Ne激光器发出的激光束经扩束镜后会聚在针孔，针孔将滤掉所有的高阶 散射光，只让空间低频的激光通过。然后，激光束成为发散的光束，该光束遇 到傅立叶透镜后被聚焦。
0.074 4 2 n 得到比200目细的筛孔尺寸
标准筛系列：
32 42 48 60 65 80 100 115 150 170 200 270
325 400 其中最细的是400目，孔径是38μm。
筛分的优缺点
优点 • 统计量大, 代表性强 • 便宜 • 重量分布
缺点 • 下限38微米 • 人为因素影响大 • 重复性差 • 非规则形状粒子误差 • 速度慢
与π 的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
球 立方体 6
形状系数
•体积形状因子
V j
V
d
3 j
6 Vj 与
的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
Vj球 6 Vj立方体 1
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
形状系数 •比表面积形状系数 SV
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
S
π
0.81π
3π /2 π 7π /10 3π /5
6
6 4 2.8 2.4
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
V
π /6
π /12
π /4 π /8 π /20 π /40
1
1 0.5 0.2 0.1
SV
6
9.7
6 8 14 24
6
6 8 14 24
球形度
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
与颗粒等体积的球的表面积与颗粒的表面积之比
扁平度m与延伸度n
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
一个任意形状的颗粒，测得该颗粒的长、宽、高为l、b、h，定义方法与前面讨 论颗粒大小的三轴径规定相同，则：
扁平度
m
颗粒的宽度 颗粒的高度
b n
延伸度
n
颗粒的长度 颗粒的宽度
l b
颗粒粒度测量方法
1．筛分析法 （>40μ m）
国际标准筛制：Tyler(泰勒)标准 单位：目 目数为筛网上1英（25.4mm）寸长度内的网孔 数
w
dV dS
2
可以看出：
1. w 1 ；
2. 颗粒为球形时， w 达最大值。
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
一些规则形状体的球形度：
球体 圆柱体（d=h）
立方体 正四面体 圆柱(d：h=1：10) 圆板(d：h=10：1)
w =1 w =0.877 w =0.806 w =0.671 w =0.580 w =0.472
Hale Waihona Puke 能特点• 测量的动态范围大，动态范围越大越方便，目 前先进的激光粒度可以超过1：1000；
• 测量速度快，从进样至输出测试报告，只需 1min，是目前最快的仪器之一；
• 重复性好，由于取样量多，对同一次取样进行 超过100次的光电采样，故测量的重复精度很高， 达1%以内；
SVj Sj Vj
表面形状因子与体积形状因子的比值
一些规则几何体的形状因子
几何形状
球形 (d)
圆锥形 (l=b=h=d)
圆(l=b) h=d l=b h=0.5d l=b h=0.2d l=b h=0.1d
立方体 l=b=h
方柱体 l=b h=b l=b h=0.5b l=b h=0.2b l=b h=0.1b