粉体粒度测试技术
粉体粒度测试实验报告
粉体粒度测试实验报告粉体粒度测试实验报告引言粉体粒度是指粉体颗粒的大小分布情况，对于许多工业领域来说，粉体粒度的控制和测试是非常重要的。
本实验旨在通过不同的测试方法和仪器，对不同粉体样品的粒度进行测量和分析，以便深入了解粉体的物理性质和应用特点。
实验设备和方法1. 设备本实验使用了激光粒度仪和电子显微镜两种主要设备。
激光粒度仪能够通过散射光的方式，快速准确地测量粉体粒度分布。
电子显微镜则可以提供更加详细的粉体颗粒形貌和表面特征信息。
2. 样品准备我们选择了三种不同类型的粉体样品进行测试，分别是金属粉末、陶瓷粉末和食品添加剂。
每种样品都经过精细研磨和筛分处理，以确保样品的均匀性和可靠性。
3. 测试步骤首先，我们使用激光粒度仪对样品进行测试。
将样品放入仪器中，通过激光的照射，测量粉体颗粒的散射光强度，并根据散射光的特征计算出粉体的粒度分布。
然后，我们使用电子显微镜对样品进行观察和拍摄，以获取更加详细的粒度和形貌信息。
实验结果与分析1. 金属粉末经过测试，金属粉末的粒度分布主要集中在10-50微米之间，呈现出较为均匀的分布特征。
电子显微镜观察发现，金属粉末颗粒表面较为光滑，形状规则，没有明显的凹凸和气孔。
这种粉末粒度适中，适合用于金属材料的加工和制备。
2. 陶瓷粉末陶瓷粉末的粒度分布相对较宽，主要分布在1-100微米之间。
电子显微镜观察发现，陶瓷粉末颗粒形状不规则，表面粗糙，存在一定数量的微小颗粒和孔隙。
这种粉末粒度分布广泛，适合用于陶瓷材料的制备和涂料的添加。
3. 食品添加剂食品添加剂的粉体粒度要求相对较高，需要粒度分布较为均匀，颗粒形状规则。
经过测试，食品添加剂的粒度主要分布在1-100微米之间，整体呈现出较为均匀的分布特征。
电子显微镜观察发现，食品添加剂颗粒表面光滑，形状规则，没有明显的杂质和气孔。
这种粉末粒度适中，适合用于食品加工和调味品的制备。
结论通过本次实验，我们成功地使用了激光粒度仪和电子显微镜对不同类型的粉体样品进行了粒度测试和分析。
粉体粒度的检测方法
粉体粒度的检测方法
粉体粒度是指粉末颗粒的大小分布情况，是粉末物料的重要物理性质之一。
粉体粒度的检测方法主要有激光粒度分析法、显微镜法、筛分法、沉降法等。
激光粒度分析法是一种常用的粉体粒度检测方法。
该方法利用激光散射原理，通过测量散射光的强度和角度，计算出粉末颗粒的大小分布情况。
该方法具有精度高、速度快、操作简便等优点，适用于大多数粉末物料的粒度分析。
显微镜法是一种直接观察粉末颗粒的大小和形状的方法。
该方法需要使用显微镜对粉末样品进行观察和测量，可以得到较为准确的粒度分布情况。
但该方法需要专业的技术人员进行操作，且速度较慢，适用于对粉末颗粒形状和大小的详细分析。
筛分法是一种常用的粉体粒度检测方法。
该方法利用筛网的不同孔径对粉末进行筛分，得到不同粒径的颗粒分布情况。
该方法操作简便，适用于颗粒较大的粉末物料的粒度分析。
沉降法是一种通过测量粉末颗粒在液体中的沉降速度来确定粒度分布的方法。
该方法需要将粉末样品与液体混合后进行沉降，通过测量沉降速度和时间，计算出粉末颗粒的大小分布情况。
该方法适用于颗粒较小的粉末物料的粒度分析。
不同的粉体粒度检测方法各有优缺点，应根据具体情况选择合适的方法进行粒度分析。
在实际应用中，可以结合多种方法进行综合分析，以得到更为准确的粉体粒度分布情况。
dls粉体粒度测试方法的原理
dls粉体粒度测试方法的原理DLS（dynamic light scattering）是粉体粒度测试中常用的一种方法。
它是基于光散射现象，通过分析光束散射的光学信息，来获取粉体粒子的尺寸分布信息的。
DLS最初应用于分子生物学、胶体化学的研究中，后被应用于粉体粒度测试中。
DLS的粒度测试原理是，当一束激光照射在粉体粒子上时，由于粒子的存在，激光会被散射。
粒子的尺寸越小，散射光的角度越大，因此通过测量散射光的角度以及散射光的强度，可以计算出粒子的平均尺寸和尺寸分布情况。
具体来说，DLS通过测量散射光的相干光强度，获得被测样品的自相关函数。
这里所谓的自相关函数是指，测量一段时间内样品中粒子的几何特性的变化。
比如，当一个较大的粒子移动时，会影响到它周围的其他粒子，从而影响到散射光的强度。
通过对自相关函数进行分析，可以计算出样品中的粒子尺寸分布情况。
需要注意的是，DLS虽然非常便捷，但其仅仅适用于测量粒径在几纳米至几微米的粒子。
同时，DLS只能测量粒子的尺寸分布情况，并无法获得关于粒子形状和表面质量等更详细的信息。
因此，在进行粉体粒度测试时需要综合使用多种测试手段，以获取更全面和准确的粒子信息。
综上所述，DLS的粉体粒度测试原理基于光散射现象，通过测量散射光的角度和强度，来计算出样品的粒子尺寸分布情况。
DLS虽然简单易用，但需要注意其仅适用于粒径较小的粒子，同时并不能提供关于粒子形状和表面质量等更多的信息。
在进行粉体粒度测试时，需要根据实际情况选择合适的测试方法，并结合多种测试手段以获取更全面和准确的粒子信息。
粉体材料的粒度分析
粉体材料的粒度分析一、实验目的1．了解粉体颗粒度的物理意义及其在科研与生产中的作用；2．掌握颗粒度的测试原理及测试方法；3.学会激光法测粒度的基本操作程序。
二、实验原理粒度测试是通过特定的仪器和方法对粉体粒度特性进行表征的一项实验工作。
在的不同应用领域中，对粉体特性的要求是各不相同的，在所有反映粉体特性的指标中，粒度分布是所有应用领域中最受关注的一项指标，所以客观真实地反映粉体的粒度分布是一项非常重要的工作。
1.粒度测试的基本知识（1）颗粒：颗粒是在一定尺寸范围内具有特定形状的几何体，如图1所示。
颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。
由大量不同尺寸的颗粒组成的颗粒群称为粉体。
（2）等效粒径：由于颗粒的形状多为不规则体，因此用一个数值很难描述一个三维几何体的大小。
只有球型颗粒可以用一个数值来描述它的大小，因此引入等效粒径的概念。
等效粒径是指当一个颗粒的某一物理特性与同质的球形颗粒相同或相近时，我们就用该球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的直径，见图2。
那么这个球形颗粒的粒径就是该实际颗粒的等效粒径。
（3）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。
2.粒度测试中的典型数据(1)体积平均径D[4,3]和面积平均径D[3,2]：D[4,3]是一个通过体积分布计算出来的表示平均粒度的数据；D[3,2]是一个通过面积分布计算出来的表示平均粒度的数据。
它们是激光粒度测试中的一个重要的测试结果。
(2)中值：也叫中位径或D50，表示累计50%点的直径（类似的，D10表示累计10%点的直径；D90，表示累计90%点的直径）。
D50准确地将总体划分为二等份，也就是说有50%的颗粒大于此值，50%的颗粒小于此值。
中值被广泛地用于评价样品平均粒度的一个量。
【精品文章】陶瓷粉体粒度测试方法浅析
陶瓷粉体粒度测试方法浅析
随着科学技术的发展，粉体工业将成为21世纪最重要的基础产业之一。
粉体粒度是粉体材料的主要主要指标之一，直接影响粉体制备产品的工艺性能和综合使用性能。
通过陶瓷粉体粒径的优选，可以实现优异综合性能陶瓷材料的制备。
目前，陶瓷粉体粒度主流的测试方法包括：筛分法、沉降法、费氏法和激光法等。
1、筛分法
筛分法是最为传统且最简单的粉体粒度测试方法。
筛分法是借助人工或不同的机械振动装置将颗粒样品通过一系列具有不同筛孔直径的标准筛，分离成若干粒级，再分别称重，最后求得以质量分数表示的颗粒粒度分布。
筛分法分为干筛法和湿筛法。
干筛法要注意防止颗粒团聚，可使用手摇、机械或超声振动等方法加强样品的分散；湿筛法常用于液体中的颗粒物质或干筛时容易成团的细粉料，脆性粉料最好也使用湿筛法。
优点：筛分法具有设备简单、成本低、操作简便、结果直观，同时样品量大，代表性强等优点；
缺点：网孔尺寸的均匀性和筛网的磨损程度会影响筛分法的测试结果，网孔不均匀、尺寸大小不一，会导致测试结果精度不足；网布松弛、网眼变大，会导致测试结果偏细。
此外，筛分法的测试结果也易受到环境温度、操作手法等因素的影响。
目前筛分法主要适用于大颗粒粉体粒度的测试。
2、沉降法。
显微镜法测试粉体粒度粒度分布及形貌 1
实验二显微镜法测试粉体粒度、粒度分布及形貌一、目的意义显微镜就是少数能对单个颗粒同时进行观测与测量的方法。
除颗粒大小外,它还可以对颗粒的形状(球形、方形、条形、针形、不规则多边形等)、颗粒结构状况(实心、空心、疏松状、多孔状等)以及表面形貌等有一个认识与了解。
因此显微镜法就是一种最基本也就是最实用的测量方法,常被用来作为对其她测量方法的一种校验甚至确定的方法。
本实验的目的:通过使用生物显微镜观察粉末的形状与粒度掌握:1、制样方法及计算方法2、数据处理3、粒度分布曲线的描绘二、方法实质生物显微镜就是透光式光学显微镜的一种。
用生物显微镜法检测粉末就是一般材料实验室中通用的方法。
虽然计算颗粒数目有限。
粒度数据往往缺乏代表性,但它就是唯一的对单个颗粒进行测量的粒度分析方法。
此法还具有直观性可以研究颗粒外表形态。
因此称为粒度分析的基本方法之一。
测试时首先将欲测粉末样品分散在载玻片上。
并将载玻片置于显微镜载物台上。
通过选择适当的物镜目镜放大倍数与配合调节焦距到粒子的轮廓清晰。
粒径的大小用标定过的目镜测微尺度量,样品粒度的范围过宽时,可通过变换镜头放大倍数或配合筛分法进行。
观测若干视场,当计数粒子足够多时,测量结果可反映粉末的粒度组成,进而还可以计算粉末平均粒度。
三、仪器与原材料物镜测微尺、标准测微尺、生物显微镜、分散剂(酒精、环乙醇等)、玻璃棒、吸管粉末试样(雾化粉、电解粉)四、测试方法1、显微镜使用前的准备将目镜测微尺放入所选用的目镜中,并将目镜与物镜安装在显微镜上,将标准测微尺(每小格10微米)置于载物台上通过旋转公降螺钉(注意:不得使物镜接触载玻片１),调节焦距标定目镜测微尺一格比代表的长度(u)。
2、样品的制备用显微镜测试的粉末应经过筛分,否则由于粉末粒度范围过宽,测试中需经常更换物镜或目镜,不仅造成测试工作的不便而且由于视场范围的变化引起测试的不准确。
粉末样品由于具有发达的表面积,因而有较高的表面能,使粉末颗粒产生聚集,形成团块,影响粉末粒度的测定,所以制样过程中应使颗粒聚集体分散成单个颗粒,一般就是将少量粉末样品(0.０１克左右)放置在干净的载玻片上,滴上数滴分散介质,用另一干净载玻片覆盖其上。
粉体粒度分布的测定(筛析法)
粒度测定方法有多种，常用的有筛分法、沉降法、激光法、小孔通过法、吸附法等。本实验用筛分法 和沉积天平法测粉体粒度分布。
Ⅰ．筛析法 一．目的意义
筛分法是最简单的也是用得最早和应用最广泛的粒度测定方法，利用筛分方法不仅可以测定粒度分 布，而且通过绘制累积粒度特性曲线，还可得到累积产率 50％时的平均粒度。本实验用筛分法测粉体粒度 分布，实验的目的：
1．设备仪器准备
将需要的套筛一套（或选定目数筛子），脸盆、烘箱准备好。
2．具体操作步骤
l）试样制备：用圆锥四分法缩分取样，将试样放入烘箱中烘干至恒重，准确称取 50 克。 2）将试样放入烧杯中，加水搅拌成泥浆（如果难分散粉料，还需加入适量的分散剂）。 3）将上述泥浆倒入所选号数的筛上或套筛上，然后在盛有清水的脸盆中淘洗或用水冲洗，直至水清为 止，将淘洗过的浊水倒入第二个筛子，再按上法进行淘洗，如此逐个进行，最后将各层筛上的残留物用洗 瓶分别洗到玻璃皿中，放在烘箱内烘干至恒重，称量（准确至 0.1 克）。 4）若直接用泥浆进行测定，则先称 50 克或 100 克泥浆放在烘箱内烘干、称重，测定此泥浆含水含量 后，再计算称取相当于 100 克干粉重的泥浆，按上述步骤测定筛余率或各号筛上的筛余量。
4）小心取出试样，分别称量各筛上和底盘中的试样质量的误差，并记录于表中。 5）检查各层筛面质量总和与原试样质量之误差，误差不应超过 2%，此时可把所损失的质量加在最细 粒级中，若误差超过 2%时实验重新进行。
粉体粒度分布的测定(沉降天平法)
Ⅱ.沉降天平法一．目的意义沉降法原理简单，操作计算容易，由于它不仅能测定粒度大小，还能测粒度分布，因而得到了广泛的应用，是测定微细物料粒度大小与分布的常用方法之一。
本实验的目的：① 掌握沉降天平法测粉末粒度的原理及方法；② 根据测定结果正确作出沉降曲线；③ 利用沉降曲线计算粉末试样各粒级的颗粒百分数。
二．基本原理1.斯托克斯理论沉降法是在适当的介质中使颗粒进行沉降，再根据沉降速度测定颗粒大小的方法，除了利用重力场进行沉降外，还可利用离心力场测定更细的物料的粒度。
该法的理论依据是众所周知的斯托克斯公式，即球形颗粒在液体中沉降时，其沉降速度v 由式（1）表示：22118)(X g v ηρρ−=（1） 式中 V ——— 颗粒的沉降速度；X ——— 球形颗粒的直径；ρ1——— 粉料的密度； ρ2——— 液体介质的密度； η ——— 液体介质的粘度；g ——— 重力加速度。
由此得到的直径： 2121])(18[gV X ρρη−= （2） X 称为斯托克斯直径。
实际上它是与试样颗粒具有相同沉降速度的球体的直径，因此，用沉降法测得的粒径有时也称为有效直径，颗粒形状不规则时要取适当的形状系数进行修正。
2.测试方法概述按照测定计算方法的不同，重力沉降和离心沉降都可以分为增量法和累积法两种。
增量法是测定距液面某一深度悬浊液的浓度随时间的变化，应用增量法测试的仪器主要有移液管、比重计、光透过仪等。
累积法是测定颗粒在悬浊液中的沉降速度或测量沉降容器底部颗粒的质量随时间的变化，应用累积法的测试仪器有沉降天平、Werner 管（又叫沉降柱）差压计法等。
其中沉降天平法是在不同的时间里称量沉降下来的颗粒重量的方法，它的最大缺点是进行一次分析所需要的时间较长，因为必须等待至悬浮液中大部分粉末沉积到天平盘上为止。
但它可取之处是所需粉末量少（一般约0.5克），这一点对于材料为有毒的或只能得到少量材料的情况是很重要的，且此法很易实现自动化，仪器结构简单、容易操作，因此目前仍在一些实验室中应用。
dls粉体粒度测试方法的原理
DLS粉体粒度测试方法的原理一、概述粉体粒度的测试是材料科学领域中一个重要的研究方向。
Dynamic Light Scattering（动态光散射，简称DLS）粉体粒度测试方法通过测量散射光的强度及其随时间的变化，来获得粉体颗粒的动力学信息，进而计算出粉体的粒径分布。
二、DLS原理DLS原理基于光的散射现象，当一束激光照射在粉体颗粒上时，颗粒会将光散射成不同方向，形成散射光。
这些散射光包含了颗粒的信息，可以被检测器接收到。
三、DLS测量流程3.1 选取适当的激光器激光器的选择应根据粉体样品的性质来确定，常见的激光器包括氦氖激光器（He-Ne）和二极管激光器（diode laser）等。
3.2 准备样品将待测粉体样品加入适当的溶剂中，并均匀悬浮。
3.3 调整仪器参数根据样品的性质和粒径范围，调整仪器的参数，如激光功率、探测角度、测量时间等，以获取合适的散射光信号。
3.4 开始测量将样品放置在测量池中，并使用仪器自带的探头或适配器对样品进行测量。
3.5 数据分析DLS仪器会自动生成一条强度-时间曲线，根据曲线的特征，可以进行粒径计算和粒径分布分析。
四、DLS测量误差及影响因素4.1 测量误差DLS测量粉体粒径存在一定的误差，主要源于信号噪声、多重散射、颗粒之间的相互作用等因素。
4.2 影响因素DLS测量的准确性会受到多个因素的影响，包括溶剂的折射率、散射角度、颗粒形状和浓度等。
五、DLS的应用领域5.1 材料科学DLS在材料科学领域中广泛应用于颗粒表面改性、胶体稳定性研究等方面。
5.2 生物科学DLS在生物科学领域中常被用于纳米颗粒的研究，如生物药物纳米载体的制备与表征等。
5.3 化学工程DLS可以用于溶液中胶体颗粒的粒径分布分析，对于化学工程领域的粉体流变学、界面化学等研究有重要意义。
六、总结DLS粉体粒度测试方法通过测量粉体颗粒对光的散射现象，来获取粉体颗粒的动力学信息，进而计算出粒径分布。
该方法在材料、生物、化工等领域都有广泛应用，为相关研究提供了重要的技术手段。
粉体粒度测试技术
粉体粒度测试技术“粉体粒度测试技术”是一种衡量粉体物料细度的实验技术。
它可以准确测量粉体物料的粒径分布，为粉体加工和分级过程提供科学依据。
粉体粒度测试技术包括粗筛法、气流筛法、磨碎法、示踪法、视比重法、激光粒度分析法等多种测试方法。
其中，粗筛法是最基本的粒度测量技术，适用于大于2毫米的粒径范围。
它通过使用不同直径的筛网进行粒径分级，来对粉体进行粒度分析，从而获得粒度分布曲线。
气流筛法是一种常用的粒度测量技术，适用于小于2毫米的粒径范围。
它通过在一定压力和流量的情况下，将粉体物料以气流形式喷射到筛网上，利用气流动力学原理，使粉体经过不同筛孔粒径的筛网进行分级，从而获得粒度分布曲线。
磨碎法是一种常用的粒度测量技术，适用于粒径小于2毫米的粉体物料。
它通过磨碎机将粉体物料磨碎成更小的粒子，然后用气流筛法进行粒度分析，从而获得粒度分布曲线。
示踪法是一种测量粒度的快速技术，适用于小于2毫米的粒径范围。
它将一定量的粉体物料混合在某种液体中，然后用投影仪将液体中混合物投射到平面上，用测量技术确定混合物的粒径大小，从而获得粒度分布曲线。
视比重法是一种粒度测量技术，它通过测量粉体的比重，来估算粉体的粒度大小。
它将粉体物料放入水中，然后测量粉体的比重，比重愈小，粒径愈大。
根据不同的比重，即可得出粒径的大小。
激光粒度分析法是一种精确的粒度测量技术，主要应用于粒径小于1毫米的粉体物料。
它通过激光扫描仪，将粉体物料放入筒内，用激光投射粉体，测量每个粒子的大小，从而获得粒度分布曲线。
粉体粒度测试技术在粉体加工和分级过程中具有重要意义，可以为粉体物料的加工和分级提供准确的实验数据。
粉体粒度测试技术可以帮助企业更好地控制粉体物料的细度，提高生产质量，降低成本，增加企业的竞争力。
第1章 粉体粒度测试技术
内容
• 1.1 颗粒粒径的定义
• 1.2 颗粒的形状 • 1.3 显微镜法 • 1.4 筛分法 • 1.5 费氏法
• 1.6 沉降法
• 1.7 重力沉降光透法 • 1.8 激光衍射法 • 1.9 光子相关光谱法 • 1.10 粒度与形貌图像分析法
2
• 在工农业生产和科学研究中的很多固体原料
测量非常困难，故常采用实用球形度ψ w，其定义为：
ψ w = (与颗粒投影面积相等的圆的直径) / (颗粒投影 的最小外接圆的直径) （≤1） 球形度常用于讨论颗粒的流动性。
40
5. 圆形度
圆形度ψc又称为轮廓比，表示颗粒的投影与圆接近的程 度，其定义为： ψc = （与颗粒投影面积相等的圆的周长）/ （颗粒投 影轮廓的长度） （≤1） 圆形度ψc 和实用球形度ψw 都表示颗粒的投影接近于圆 的程度，应用非常广泛。但 ψc 与 ψw 是有区别的， ψw 侧 重于从整体形状上评价，而ψc则侧重于评价颗粒投影轮 廓“弯曲”（凹凸）的程度。
5
6
单个颗粒大小的表示方法
• 用粒度来表征颗粒的大小 • 对规则的颗粒，其粒度可由某一尺寸来表示
• 对不规则的颗粒，其粒度按某些性质推导而 得
7
规则颗粒
图 规则颗粒粒度的表征
8
不规则颗粒的粒度
• 三轴径：在一水平面上，将一颗粒以最大稳定度 放置于每边与其相切的长方体中，用该长方体的 长度l、宽度b、高度h定义的粒度平均值。
和制品，都是以粉体的形态存在的，粒度大 小及分布对这些产品的质量和性能起着重要 的作用。 • 常用的测试方法有显微镜法、筛分法、沉降
法、比表面积法及激光衍射法等。
3
第1节 粒径的定义
2粉体粒度、比表面积测试技术
1
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。
8
2.2 颗粒的形状
2.2.1 颗粒的形状
名称 定义 名称 定义
针状 多角状
枝状
颗粒似针状
片状
颗粒为扁平形状 颗粒接近等轴， 但形状不规则
颗粒无任何对称 性的形状
颗粒具有清晰边缘的多边形 粒状 或多角状
颗粒在流体介质中自由发展 不规则 的几何形状，具有典型树枝 状 状结构 颗粒具有规则的或不规则的 线状结构
纤维状
9
2.2.2 形状系数
颗粒的各种“大小”之间的数字关系取决 于颗粒形状，而颗粒各种大小的无量纲组合 称为形状指数，测得颗粒各种大小和颗粒的 体积或面积之间的关系称为形状系数。
3. 光透射法浓度测量
Io lg Cl I
17
2.4 粉体粒度测试技术及其应用
粒径的测定方法与适用范围
测定方法 光学显微镜 电子显微镜 筛分法 沉降法 粒子径(μm) 0.5~ 0.001~ 40~ 0.5~200 测定方法 库尔特计数法 气体透过法 氮气吸附法 粒子径(μm) 1~600 1~100 0.03~1
1．颗粒的扁平度和伸长度 扁平度m＝短径／厚度＝b／h 伸长度n＝长径／短径＝l／b
10
2．形状系数
无孔隙颗粒
2
S d S d
2 S
d S S 2 d d
2 S 2
表面积形状系数
V
6
d d
3 V 3 V
3
d V V 3 d d
3 V 3
体积形状系数
11
粉体粒度的检测方法
粉体粒度的检测方法粉体的粒度是指粉末颗粒的大小分布及其统计学特性，通常通过粒度分析方法进行测定。
粒度对于粉末处理、混合、压制、干燥、输送、储存等工艺过程有着极其重要的作用。
下面介绍几种粉体粒度的检测方法。
1.目视检查法目视检查法是最简单、最基本的粒度检查方法之一，通常用于颗粒较大的粉末。
它主要依靠人眼观察，通过目测颗粒的外形、大小和均匀性等方面对颗粒粒度进行评估。
2.筛分法筛分法是粉末粒度测定中应用最广泛、最常用的方法之一，它是利用筛网或筛板对粉体进行筛分，根据通过或未通过的筛孔大小来确定粉末颗粒的大小分布。
筛分法将筛目分为不同的规格，然后整个测试样品逐步通过筛目，收集每个筛网中所有粉末的重量或体积，最后按照一定的算法，计算出不同粒径的粉末百分比或累积百分比。
通常，筛分结果越精确，使用的筛子就越多，筛孔也越小。
3.激光粒度分析法激光粒度分析法通过对散射光的分析，对粉末的粒径分布进行检测与分析。
原理是将激光从样品上方照射，粉末吸收激光光线并将其散射出去。
在特定的角度范围内，检测处理后的光线强度，从而确定粉末粒径。
这种方法可以快速、全面、准确地进行粒度分布测量，通常适用于微小至中等粒径的粉末，并可以测量高浓度粉末的粒度。
4.光学显微镜观察法光学显微镜观察法主要针对颗粒较大的粉末，可以以非接触方式观察和对颗粒进行量级评估。
这种方法通过对颗粒的形态、大小、分布和组成等特征进行分析和比较，来确定粉末的粒度。
通过这种方法观察到的颗粒的形态形状是真实的，但测量结果可能会受到操作人员的经验和主观因素的影响，因此有时候粒度的间隔存在一定的误差。
5.电感耦合等离子体法电感耦合等离子体法是一种通常应用于颗粒较小，特别是纳米级的颗粒粒度分析方法。
原理是将测试样品通过等离子体，使样品中的金属浓度在电离条件下发生变化，然后利用光谱分析仪测量样品中的元素及其浓度，从而确定粉末颗粒的粒度和成分。
这种方法具有高精度、高灵敏度和快速非破坏等特点。
粒度测定的方法及优缺点
粒度测定的方法及优缺点
粒度测定是粉体工程中的一项重要技术，用于分析颗粒的大小和分布。
目前常用的粒度测定方法有多种，各有其优缺点。
以下是对各种粒度测定方法的简要介绍：
1. 筛分法：
优点：设备简单、直观、成本低，适用于大于40μm的颗粒测定。
缺点：测量范围有限，不能用于40μm以下的颗粒；结果受人为因素和筛孔变形影响较大。
2. 沉降法：
原理：根据斯托克斯定律，利用颗粒在液体中的沉降速度差异来测量粒度分布。
优点：可以测试不同粒径的颗粒。
缺点：动态范围窄；小颗粒沉降速度慢，对非球形颗粒误差较大；受密度一致性影响，不适用于混合物料。
3. 电阻法（库尔特颗粒计数器）：
优点：可以实现连续、快速测量，准确度高。
缺点：设备相对复杂，成本较高。
4. 显微镜法（图像法）：
优点：直观，可以进行形貌分析。
缺点：操作相对繁琐，测量范围有限。
5. 电镜法：
优点：分辨率高，适用于微米级颗粒分析。
缺点：对样品制备要求较高，操作复杂。
6. 超声波法：
优点：非接触测量，适用于易团聚颗粒的测定。
缺点：受颗粒浓度、粘度等因素影响较大。
7. 透气法：
优点：适用于不同形状和密度的颗粒测定。
缺点：设备相对复杂，操作较为繁琐。
8. 激光衍射法：
优点：测量范围广，准确性高，适用于各种颗粒形态和尺寸的测定。
缺点：设备成本较高，对样品制备要求较高。
总之，各种粒度测定方法各有优缺点，应根据实际需求和条件选择合适的方法。
在实际应用中，有时需要将多种方法相互结合，以获得更准确的粒度分布。
粒度测试原理
粒度测试原理
粒度测试，是通过特定的仪器和方法对粉体粒度特性进行表征的一项实验工作。
以下是一些常见的粒度测试原理：
1. 筛分法：利用具有一定孔径的标准筛对粉体进行筛分，通过测量不同筛网上筛余物的质量或数量，确定粉体的粒度分布。
这种方法适用于粗粒度的粉体。
2. 沉降法：根据不同粒度的颗粒在液体中的沉降速度不同，通过测量颗粒在液体中沉降的时间或距离，来确定颗粒的粒度大小。
这种方法适用于较细粒度的粉体。
3. 激光衍射法：利用激光束照射到粉体上，通过测量散射光的强度和角度，来计算粉体的粒度分布。
这种方法可以快速测量大量颗粒的粒度，适用于中等粒度范围的粉体。
4. 动态光散射法：通过测量粉体在溶液中布朗运动引起的散射光强度随时间的变化，来计算颗粒的粒度和粒度分布。
这种方法适用于纳米级别的超细粉体。
5. 电镜法：使用电子显微镜对粉体进行观察，通过测量颗粒的尺寸和形状，来确定粒度分布。
这种方法可以提供高分辨率的粒度信
息，但通常只适用于小批量的样本。
No.3-粉体粒度测试技术3
流经的时间增加）。
5. 一分散性良好的粉末用光学显微镜观察，平均粒度为13μm，用沉降天平分析平 均粒度为28μm，讨论造成如此差别的原因。 6. 10克+325-270目铁粉，大约有多少个粉末颗粒，表面积有多大，铁理论密度为
7.86 g/cm3。
36
1.4 纳米粉体的分散
纳米粉体为何需要分散？
50～1.0 10～0.05 20～0.001 50～0.2 10～0.001 0.05～ 0.0001
质量分布 同上 比表面积平均径 同上 体积分布 体积分布
35
思考题二：
1. 使用200g粉末测量粒度（Ni粉），测得平均粒度为120μm，估算在这一粉体样 品中大约有多少颗粉末（Ni（ρ）=8.9g/cm3） 2. 对于边长为3μm的立方形颗粒：a. 它的当量球形表面直径是多少？b. 它的当量球 形体积直径是多少？ 3. 粉末的何种性质造成透过法测量表面积和吸附法测量表面积的差异? 4. 解释：当振实密度对松装密度的比值增加时，为什么会增加在Hall流速仪中测定 的流经时间？（松装密度小，粉末形状，振实密度相对于松装密度之比增加，所需
粉体粒度测试技术
上节知识回顾
• 1.3 粉末粒度测试技
• 1.3.3 激光粒度法
2
激光粒度分布仪工作原理
大颗粒的散射角小
小颗粒的散射角大
激光粒度分布仪工作原理
蓝光光源
样品池
焦平面检测器
He-Ne 激光
背向散射检测器
侧向散射检测器
应用软件-背景测量
测量完成，查看数据
7 6
Particle Size Distribution
– 按粉末的真密度称出试样,精确到0.01Og〈几 种常测粉末实际所用的真密度见附录〉,将试 样倒入装有多孔塞和滤纸的干净的试样管中 。 – 移动读数板,使孔隙度指示针指在预定压制的 孔隙度位置。将装有试样的试样管移到仪器 的齿条下进行压实,直至粒度指示针与试样高 度线重合。记录孔隙度指示针所指示的孔隙 度,此后不得触动读数板。
粉体粒径测试标准
粉体粒径测试标准主要包括以下几个方面：
1. 粉体粒径的定义：粉体粒径是用来表示粉体颗粒尺寸大小的几何参数，它是粉体的基本性质，对粉体性能有很大影响。
由于实际粉体颗粒形状的不均匀程度较高，大多数颗粒不是球形，而是条形、多边形、片状或各种形状兼而有之的不规则体，因此表示颗粒群平均大小的方法多种多样。
2. 粉体粒径的测量方法：常用的粉体粒径测量方法包括筛分法、显微镜法、库尔特记数法和沉降法等。
筛分法是将物料通过网孔尺寸大小不同的一套分样筛进行的，测定各筛上的筛余量，计算出各种粒径的百分含量。
显微镜法是将粒子放在显微镜下，根据投影像测得粒径的方法。
库尔特记数法是在测定管中装入电解质溶液，将粒子群混悬在电解质溶液中，测定管壁上有一细孔，孔电极间有一定电压，当粒子通过细孔时，由于电阻发生改变使电流变化并记录于记录器上，最后可将电信号换算成粒径。
沉降法是根据Stocks方程求出粒子的粒径，适用于100m以下的粒径的测定。
3. 粉体粒径分布：粉体粒径分布用于表征多分散颗粒体系中粒径大小不等的颗粒组成情况，分为频率分布和累积分布。
频率分布表示与各个粒径相应的粒子占全部颗粒的百分含量；累积分布表示小于或大于某一粒径的粒子占全部颗粒的百分含量，累积分布是频率分布的积分形式。
百分含量一般以颗粒质量、体积、个数为基准。
颗粒分布常见的表达式有粒度分布曲线、平均粒径、标准偏差和分布宽度等。
4. 粉体粒径测试标准的应用：粉体粒径测试标准在许多行业中有广泛应用，如医药、化妆品、食品、涂料、陶瓷、水泥、矿业等。
不同行业和应用领域可能对粉体粒径测试方法和标准有不同的要求，因此需要根据实际情况选择合适的测试方法和标准。
显微镜法测试粉体粒度、粒度散布及形貌
实验二显微镜法测试粉体粒度、粒度散布及形貌一、目的意义显微镜是少数能对单个颗粒同时进行观测和测量的方式。
除颗粒大小外，它还能够对颗粒的形状(球形、方形、条形、针形、不规则多边形等)、颗粒结构状况（实心、空心、疏松状、多孔状等）和表面形貌等有一个熟悉和了解。
因此显微镜法是一种最大体也是最实用的测量方式，常被用来作为对其他测量方式的一种校验乃至肯定的方式。
本实验的目的：通过利用生物显微镜观察粉末的形状和粒度掌握：1、制样方式及计算方式2、数据处置3、粒度散布曲线的描画二、方式实质生物显微镜是透光式光学显微镜的一种。
用生物显微镜法检测粉末是一般材料实验室中通用的方式。
虽然计算颗粒数量有限。
粒度数据往往缺乏代表性，但它是唯一的对单个颗粒进行测量的粒度分析方式。
此法还具有直观性能够研究颗粒外表形态。
因此称为粒度分析的大体方式之一。
测试时第一将欲测粉末样品分散在载玻片上。
并将载玻片置于显微镜载物台上。
通过选择适当的物镜目镜放大倍数和配合调节焦距到粒子的轮廓清楚。
粒径的大小用标定过的目镜测微尺气宇，样品粒度的范围过宽时，可通过变换镜头放大倍数或配合筛分法进行。
观测若干视场，当计数粒子足够多时，测量结果可反映粉末的粒度组成，进而还能够计算粉末平均粒度。
三、仪器与原材料物镜测微尺、标准测微尺、生物显微镜、分散剂（酒精、环乙醇等）、玻璃棒、吸管粉末试样（雾化粉、电解粉）四、测试方式1、显微镜利用前的预备将目镜测微尺放入所选用的目镜中，并将目镜和物镜安装在显微镜上，将标准测微尺（每小格10微米）置于载物台上通过旋转公降螺钉（注意：不得使物镜接触载玻片1），调节焦距标定目镜测微尺一格比代表的长度（u）。
2、样品的制备用显微镜测试的粉末应通过筛分，不然由于粉末粒度范围过宽，测试中需常常改换物镜或目镜，不仅造成测试工作的不便而且由于视场范围的转变引发测试的不准确。
粉末样品由于具有发达的表面积，因此有较高的表面能，使粉末颗粒产生聚集，形成团块，影响粉末粒度的测定，所以制样进程中应使颗粒聚集体分散成单个颗粒，一般是将少量粉末样品（0.01克左右）放置在干净的载玻片上，滴上数滴分散介质，用另一干净载玻片覆盖其上。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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1 wi ) xi
由于 n i xi 正比于第 ｉ 粒径区间上颗粒的表面积，故 x (3,2) 表示粒径对表面积的平均粒径，称为 表面积平均粒径，又称为索太尔（Ｓａｕｔｅｒ）平均粒径。 ２ ． ２ 中位径 中位径记作 x 50 ，表示样品中小于它和大于它的颗粒各占 ５０％（参考图 ５） 。可以认为 x 50 是平均粒 径的另一种表示形式。在大多数情况下， x 50 与 x (4,3) 很接近。只有当样品的粒度分布出现严重的不 对称时， x 50 与 x (4,3) 才表现出显著的不一致。 ２ ． ３ 边界粒径 边界粒径用来表示样品粒度分布的范围，由一对特征粒径组成，例如： （ｘ１０ ， ｘ ９０ ） 、（ｘ１６ ， ｘ ８４ ）、（ｘ３， ｘ９４ ）等等。 为便于阐明其物理意义，先假定粒度分布是重量分布，并且累积方向是从小到大的。这时 x y 就表 示粉体样品中，粒径小于 x y 的颗粒重量占总重量的 ｙ％（见图 １） 。一对边界粒径大体上概括了样品的 粒度分布范围。以（ｘ１０ ， ｘ ９０ ）为例，表示小于 ｘ１０ 的颗粒占颗粒总数的 １０％， 大于 ｘ９０ 的颗粒也占颗粒 总数的 １０％（＝１００％－９０％） ，即 ８０％的颗粒分布在区间［ｘ１０ ， ｘ９０ ］内。
粉体粒度测试技术
粉体粒度测试技术
张福根 博士 （珠海欧美克科技有限公司 广东 珠海 ） 关键词：粒度、特征粒径、库尔特颗粒计数器、激光粒度仪、颗粒图像处理仪 引言 粒度是粉体产品最重要的技术指标之一， 随着科学技术的进步，人们对粒度测量的要求越来越高， 同时也出现了多种新型的、集多门现代科学技术为一体的粒度测量仪器，比如激光粒度分析仪、库尔 特计数器、颗粒图像处理仪等。本文介绍和探讨现代粒度测试技术的基本概念及各种常用的现代粒度 测试仪器的原理和性能特点。 １． 粒径的概念 在此我们将颗粒的大小称为“粒径” 。在有的文献或测试报告中，又称为“粒度”或者“直径” 。 根据现实的各种粒度测量仪器的工作原理，不妨将“粒径”定义如下： 当被测颗粒的某种物理特性或物理行为与某一直径的同质球体（或其组合）最相 近时，就把该球体的直径（或其组合）作为被测颗粒的等效粒径（或粒度分布） 。 ２． 粉体粒度的简约表征——特征粒径 粒度分布可以比较完整、详尽地描述一个粉体样品的粒度大小，但是由于它太详尽，数据量较大， 因而不能一目了然。在大多数实际应用场合，只要确定了样品的平均粒度和粒度分布范围，样品的粒 度情况也就大体确定了。我们把用来描述平均粒度和粒度分布范围的参数叫做特征粒径。 ２ ． １ 平均粒径 平均粒径 ｘ（ｐ，ｑ）的一般定义如下： x( p , q ) = (
式中 ｗ１ ，ｗ２ ，…，ｗｎ 代表颗粒的重量分布。根据上式，只要已知散射光能分布 ｓ１ ，ｓ２ ，…，ｓｎ ，通过适当的 数值计算手段可以计算出与之相应的粒度分布。 ３．２．２ 性能特点 激光粒度仪自 ７０ 年代问世以来，能迅速地成为全世界最流行的粒度测量仪器，是跟它特有的优异 性能分不开的。主要优点如下： （１） 测量的动态范围大：动态范围是指仪器同时能测量的最小颗粒与最大颗粒之比。动态范围越大 使用时就越方便。早期的激光粒度仪就可达到 １：１００ 以上，已经超出了当时任何一种其他的 颗粒仪器。现在的先进的激光粒度仪更可以超过 １：１０００。 （２） 测量速度快：从完成分散后进样开始，到（显示器）输出测试报告只需大约 １ｍｉｎ，是现有的各 种粒度仪中最快的仪器之一。 （３） 重复性好：由于样品取样量相对其他仪器要多得多，对同一次取样又进行超过 １００ 次的光电采 样，因而测量的重复精度很高，平均粒径的典型精度可达 １％以内。 （４） 操作方便：相对于现有的各种颗粒仪器而言，它具有不受环境温度影响（相对沉降仪） 、没有 堵孔问题（相对库尔特计数器）等优点。宽阔的动态范围使用户不必为量程的选择而伤脑筋。 主要缺点：分辨率较低，不宜测量粒度分布范围很窄的样品。 ３ ． ３ 颗粒图像处理仪 ３．３．１ 仪器结构和工作原理 颗粒图像处理仪（简称“图像仪” ）是现代电子技术、数字图像处理技术和传统显微镜相结合的 产物。它由光学显微镜、ＣＣＤ 摄像机、图像捕捉卡（通常插在计算机的机箱内）和计算机组成，见图 ４。
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s1 m11 , m12 ,......, m1 n w1 s m , m ,......, m w 2n 2 2 = 21 22 • .................. • sn mn 1 , mn 2 ,......, mnn wn
m11 , m12 ,......, m1 n m , m ,......, m 2n M = 21 22 .................... mn 1 , mn 2 ,......, mnn
矩阵中每一列代表一个代表粒径一单位重量的颗粒产生的散射光能分布。因此：
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迫停下来排堵，毕竟影响了测量的顺畅。 （３） 测量下限不够小：理论上只要小孔足够小，就能测到任意小的颗粒。实际上不然。小孔越小， 越容易堵孔，对电解质的杂志含量要求就越严，有时甚至空气中飘浮的尘埃掉进电解质，就会 引起堵孔。现实中能用的小孔管最小孔径为 ６０μｍ 左右，因而测量下限为 １．２μｍ 左右。 ３ ． ２ 激光粒度仪 ３．２．１ 仪器结构和工作原理 图 ３ 是经典的激光粒度仪的原理结构。从激光器发出的激光束经显微物镜聚焦、针孔滤波和准直 镜准直后， 变成直径约 １０ｍｍ 的平行光束。该光束照射到待测的颗粒上，一部分光被散射。散射光经付 里叶透镜后，照射到光电探测器阵列上。由于光电探测器处在付里叶透镜的焦平面上，因此探测器上 的任一点都对应于某一确定的散射角。光电探测器阵列由一系列同心环带组成，每个环带是一个独立 的探测器，能将投射到上面的散射光能线性地转换成电压，然后送给数据采集卡。该卡将电信号放大， 再进行 Ａ／Ｄ 转换后送入计算机。 计算机事先已在仪器测量范围内取 ｎ 个代表粒径， ｘ１ ，ｘ２ ， ……， ｘｎ ，
图 ２ 电阻法颗粒计数器原理图 如图 ２，小孔管浸泡在电解液中。小孔管内外各有一个电极，电流可以通过孔管壁上的小圆孔从 阳极流到阴极。小孔管内部处于低气压状态，因此管外的液体将源源不断地流到管内。测量时将颗粒 分散在液体中，颗粒就跟着液体一起流动。当其经过小孔时，两电极之间的电阻增大。当电源是恒流 源时，两极之间会产生一个电压脉冲，其峰值正比于小孔电阻的增量，也正比于颗粒体积；在圆球假 设下，可换算成粒径。仪器只要准确测出每一个电压脉冲的峰值，即可得出各颗粒的大小，统计出粒 度分布。 ３．１．２ 性能特点 优点： （１） 分辨率高：由于该仪器类似于图像仪，是一个一个地分别测出各颗粒的粒度，然后再统计粒度 分布的，所以能分辨各颗粒之间粒径的细微差别。分辨率是现有各种粒度仪器中最高的。 （２） 测量速度快：测一个样品一般只需 １５Ｓｅｃ 左右。 （３） 重复性较好：一次要测量 １ 万个左右的颗粒，代表性较好，测量重复性较高。 （４） 操作简便：整个测量过程基本上自动完成，操作简便。 缺点： （１） 动态范围较小：对同一个小孔管（对应于一个量程）来说，能测量的最大和最小颗粒之比约为 ２０：１，例如，对 １００μｍ 的小孔管，只能测量粒经 ４０～２μｍ 的颗粒。 （２） 容易发生堵孔故障：当样品或电解质（一般为生理盐水）中含有大于小孔的颗粒时，小孔就容 易被堵住，使测量不能继续进行。虽然新型的计数器具有自动排堵功能，但测量进行到一半被
图 ３ 激光粒度仪的原理结构 先考虑第 ｊ 个代表粒径 ｘｊ 。一单位重量的颗粒个数正比于 １／ｘｉ３ ，故探测器上第 ｉ 单元接收到的光能 量为
mij =
1 x i3
∫
θ i + ∆ θi
θi
I (θ )dθ ，
其中，θ ｉ 和 △θｉ 分别代表第 ｉ 探测单元对应的散射角下限和角范围。测量范围内所有代表粒径的一 单位重量的颗粒散射在所有探测单元（ｎ 个）上的光能，就组成了光能矩阵 Ｍ ，即：
3
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当 ｐ＝１，ｑ＝０ 时，
x ( p , q ) = x (1,0 ) = ( ∑ n i x i ) /( ∑ n i )
图 １ 中位径和边界粒径的物理含义
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i =1 i =1
m
m
表示粒径对颗粒个数的加权平均，称为颗粒数平均粒径。 （ｃ）表面积平均粒径 x (3,2) 当 ｐ＝３，ｑ＝２ 时，
x ( p , q ) = x ( 3, 2 ) = ( ∑ n i x i 2 ⋅ x i ) /( ∑ n i x i 2 ) = 1 /( ∑
i =1 i =1 i =1 2
图 ４ 颗粒图像处理仪外形照片 光学显微镜首先将待测的微小颗粒放大，并成像在 ＣＣＤ 摄像机的光敏面上；摄像机将光学图像 转换成视频信号，然后送给图像捕捉卡；图像卡将视频信号由模拟量变成数字量，并存储在计算机的 内存里。计算机根据接收到的数字化了的显微图像信号，识别颗粒的边缘，然后按照一定的等效模式，
x ( p , q ) = x ( 4 ,3) = ( ∑ n i x i 3 ⋅ x i ) /( ∑ n i x i 3 )
i =1 i =1
m
m
由于 n i xi 正比于 ｉ 粒径区间上颗粒的总体积（重量） ，所以 x (4,3) 表示粒径对体积（重量）的加 权平均，称为体积平均粒径或重量平均粒径。 （ｂ）颗粒数平均粒径 x (1,0)
有的仪器用户希望用最大颗粒描述样品粒度分布的上限， 实际上这是不科学的。 从统计理论上说， 任何一个样品的粒度分布范围都可能小到无限小，大到无限大，因此我们一般不能用最小颗粒和最大 颗粒来代表样品粒度的下、上限，而是用一对边界粒径来表示下、上限。 ３． 粒度仪原理和性能特点 ３ ． １ 电阻法（库尔特）颗粒计数器 ３．１．１ 仪器结构和工作原理