3.颗粒的形状与测量

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
颗粒形状术语
• 颗粒的形状是指一个颗粒的轮廓或表面上 各点所构成的图象。由于颗粒的形状千差 万别，所以对于形状的描述也不能随意， 见表1-8
描述颗粒形状的参数
• 形状描述模型 厚度---------------T 短径---------------B T与B垂直 长径--------------L
形状系数
•表面形状因子
S Sj 2 dj
(j表示征对于该种粒径的规定)
与π 的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
球 立方体 6
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
形状系数
•体积形状因子
V V j 3 dj
V
与 j

6
百度文库
的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
V 球 6 V 立方体 1
• • • • • 筛分法 定向径测量 光衍射法测量 电传感测量 沉降法测粒度
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
25.4 m ad
a d
(a，d单位mm)
25.4
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
180 ln x2 x1 d 2 0 t
n
1 2
log I 0 log I i K k di N i d
i 1
2 2
沉降法方法的优缺点
优点
• 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
j j
颗粒形状的数学分析
颗粒形状的数学分析是指将颗粒的几何形状 用一些函数来表述，常见的表述方法有 Fourier法，方波函数法和分数维法
Fourier法
• Fourier法是由一系列正玄函数和余弦函数 组成，这些函数相互叠加会产生不同的效 应。如： 半径向量法：极坐标法 纯正玄函数法
粒度的测定
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
测量原理
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。
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
4.电传感法粒度测试
测量原理
当一个小颗粒通过小孔时， 所产生的电感应，即电压脉冲与 颗粒的体积成正比。
Ψ=Πd/L D2=4A/Π
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
圆角度
F=∑ri/NR
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
形状系数
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 kd
p
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：
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
无颗粒时单元的电阻
R ( tl ) A
有颗粒时单元的电阻
R 1
[
A a f l
sl ]
a
R d
3
仪器对脉冲计数并归档，即可计算出有关粒度参量
3.沉降法法粒度测试
测量原理
在具有一定粘度的粉末悬浊液内， 大小不等的颗粒自由沉降时，其速度 是不同的，颗粒越大沉降速度越快。 如果大小不同的颗粒从同一起点高度 同时沉降，经过一定距离(时间)后， 就能将粉末按粒度差别分开。
测量原理示意图
光吸收率 t1 t2 t3 时间
t=0
t=t1
t= t2
t=t3
0
测量方法
重力沉降 10—300μ m 离心沉降 0.01—10μ m
自然重力状态下的d～t的函数（ Stokes ） 1
180 H 2 d 0 gt
离心力状态下的d～t函数
颗粒的形状
粉体工程第三讲
颗粒大小和形状表征
颗粒的形状
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。
描述颗粒形状的参数
• • • • • • • 均齐度 充满度 球形度 圆形度 原角度 表面指数 形状系数
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
扁平度m与延伸度n
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
颗粒的宽度 b m 颗粒的高度 n
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
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
圆形度
颗粒的长度 l n 颗粒的宽度 b
延伸度
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
充满度
FV=LBT/V
FS=LB/A
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
球形度
与颗粒等体积的球的表面积与颗粒的表面积之比
dV w d S
2
可以看出：
1. w 1 ；
w 达最大值。 2. 颗粒为球形时，