粉体材料工程-2章

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1、粉体材料工程主讲教师：陆有军联系方式：youjunlu518@hotmail.com13639519549课程要求课堂按时听课，认真笔记。课后认真看书，自学、理解消化吸收。独立按时完成作业。积极参加答疑辅导、课堂提问、期末考试。成绩比例：平时：30%，期末：70%。第2章粉体的几何性质2.1粉体的粒度2.2颗粒的形状2.3粒度的测定2.4粒度分布2.5粉体的填充结构2.6控制粉体粒度的实例2.1粉体的粒度（particlesize）一、定义：粉体颗粒所占空间的线性尺寸。球形：一个线性尺寸——直径正方体：一个线性尺寸——棱长长方体：三个线性尺寸——长、宽、高圆柱形：两个线性尺寸——底圆直径、高

2、非球形：三维尺寸、当量球或当量圆的直径——粒径2.1.1三维尺寸（单个颗粒）直径或边长是最简洁的表示方法各个行业根据自己的需要规定了颗粒粒径的表示方法，粒径如何测定．2.1.2当量直径法（抽象表示）“当量直径”是利用某种与颗粒直径有关的性质推导而来的。例如：有一个边长为1cm的立方体，其体积是1cm3。如果倒过来，有一个不规则的颗粒，它的体积也是1cm3。我们可以反过来求出它的“当量球径”，即体积直径。例如：对于球形颗粒,利用V=π/6·d3已知直径可求出球的体积，如已知体积也可求出直径。这就是当量球径，也称体积直径。同理,还有面积直径，周长直径,面积体积直径等。当我们使用非直接观测的仪器测

3、量粒径时，就会用到。颗粒当量直径的定义及表示法2.1.3统计平均径法(近球形细颗粒-上百个颗粒)统计平均径是显微镜测定法的一个术语。测定时，在显微镜目镜下配有一个测定标板，或测微标尺。测试样品颗粒分散在样板框内。板上的圆点改成标尺，就是测微标尺。菲雷德径马丁径马丁径和弗雷特径使用使用测微标尺测定(不规则颗粒)。把颗粒的投影面积用一个分界线分成大致相等的两部分，则这一分界线在颗粒的投影轮廓线内的长度，就称为“马丁直径”，用“dM”表示。一定方向测量颗粒投影轮廓线两端相切的切线间的垂直距离，在一个固定方向上的投影长度，称为“弗雷特直径”，用“dF”表示。＊这些表示方法分别在不同的行业内使用。但测

4、定时,费工费时,所需仪器设备发展缓慢。2.1.4粉体的平均粒径（足够多的颗粒时）设：i——粒级数；Ni——颗粒个数；di——颗粒平均粒径；ΦNi——颗粒个数占颗粒体系总个数的分数；ΦWi——颗粒质量占颗粒体系总质量的分数；ΦVi——颗粒体积占颗粒体系总体积的分数。以个数为基准的平均粒径DN可归纳为如下表达式：实际应用中，有β=0和α-β=1两个系列，当β=0，α分别取1、2、3，得个数长度平均径个数表面积平均径个数体积平均径以质量分数和体积分数为基准的平均粒径DW和DV可归纳为如下表达式：以下四种平均径的共同特征：分别以各颗粒的颗粒个数、粒径、表面积、体积作为权，对粒径求平均得到。因此分别表

5、示为：个数分布、长度分布、表面积分布和体积分布的平均粒径。个数长度平均径长度表面积平均径表面积体积平均径体积四次矩平均径2.2颗粒的形状因数颗粒的形状会对粉体的流动性等产生影响，因此除需要描述它们的粒径大小，还需描述它们的形状特性。还有它可以帮助我们进行定量描述，建立数学公式。一般有如下几种方法：1、颗粒的扁平度和伸长度一个不规则的颗粒放在一个平面上，一般的情形是颗粒的最大投影面（也就是最稳定的平面）与支撑平面相结合。因此扁平度=短径/厚度伸长度=长径/短径2.2.2表面积形状因数和体积形状因数不管颗粒的形状如何，只要它是没有孔隙的，它的表面积就一定正比于颗粒的某一特征尺寸的平方，而它的体积

6、就一定正比于这一特征尺寸的立方。因为S=πds2=Ψsd2V=π/6dv3=Ψvd3故有Ψs=S/d2=πds2/d2Ψv=V/d3=πdv3/6d3Ψs和Ψv分别称为颗粒的表面积形状因数和体积形状因数。（抽象表示）各种形状因数的Ψs和Ψv值由此可以看出Ψs越接近3.14；Ψv越接近0.52，则颗粒的形状越接近球形。2.2.3球形度φ上述扁平度、伸长度、表面积形状因数、体积形状因数等都可以表征颗粒的形状情况，但都存在不足之处，因此，人们又引入球形度的概念。球形度φ也是一种形状因数，与人们的日常习惯相同。它的定义是：与待测颗粒体积相等的球形体的表面积与该颗粒的表面积之比。φ=πdv2/πds2

7、=（dv/ds）2若使用Ψs和Ψv表示则有φ=4.836（Ψ2/3v/Ψs）各种颗粒的球形度2.3粉体粒度测定图像沉降仪工作原理示意图显微颗粒图像分析仪（Winner99）干粉激光粒度分析仪激光粒度检测仪球形氢氧化亚镍{Ni(OH)2}粉体的比表面积粉体的比表面积是指单位粉体（所含全部颗粒的外表面积）所具有的表面积之和。通常使用较多的是质量比表面积，用Sw（m2/g）表示，是指1g试样的全表面（其外表的面积加