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1、46佛山陶瓷FOSHANCERAMICS2994年第z期...圈曰粒度测量沉降法与激光法—彭进强(佛山市陶瓷研究所)前言,。,它影在陶瓷材料研究和生产过程材料粒度是一个重要的控制参数例如响·,,。收缩率模具尺寸需依此设计若收缩过大也会使产品易变形·,。压制粉料和注浆料的流动性两者的典型应用分别有墙地砖和卫生洁具·坯体烧,,。成温度和釉料熔融温度粒度越细这两个温度就越低,,对一个球状颗粒我们可以马上用其直径表示粒度但由于实际上的颗粒是非球状,“”。,的对其粒度并无一明确和统一的定义如果从几何角度考虑我们可能会趋向于定义。,。等效体积球的直径为其粒度但是这在实际测量中是不可能的当用
2、近年配有图象分析,充。,系统的显微镜测量时其量是用某一方向投影等效面积圆的直径来表示粒度但是它并不等于等效体积球的直径。观察平台上的颗粒不可能在三维都是随机取向的。例如,片状、柱状的颗粒必处于低重心状态。因此,粒度的测量都是利用某种间接的方法测出某一“”。等效粒度,:测量粒度的方法很多主要的有(1)筛分法:以。一定的二维空间限制来区分大于和小于某一粒度的颗粒(2)图象解析法:测,。量颗粒图象某个参数根据某种定义给出粒度值:,。(3)库尔特法不同体积的颗粒通过一特定装置时装置两端电阻有不同改变(4)沉:。降法在液体中不同质量的颗粒具有不同的沉降速度(5)光散:不同。射法尺寸的颗粒
3、具有不同的散射角,,,:在陶瓷行业中最传统是的筛分法这是一种很粗糙的方法其缺点是很明显的·40。通常只能筛分出大于拌m(一30目)的颗粒·不能给出详细的粒度分布数据。本文主要讨论沉降法和激光散射法这两种粒度测量方法。前者在陶瓷行业应用已有,。较长的历史后者是近十几年发展的新技术沉降法它有什么缺点?—:沉降法的基础是斯托克斯(Stokes)定律球形颗粒在粘滞液体中受重力作用自由沉,,:降时沉降速度v是一常数它与颗粒直径D有如下关系D~丙而亏7丈万二下庵,,。式中刀是液体介质的粘度p和Pf分别是试样和液体的比重g为重力加速度:,沉降法中粒度的定义是如果一个颗粒与球形颗粒具有相同的沉
4、降速度即认为该颗粒的粒度等于球形颗粒的直径。,,早期应用沉降法的仪器有安特生沉降瓶沉降天平等这类仪器本身的误差和测量‘2期4佛山陶瓷FOSHANCERAMICS1994年第7,,操作引起的误差都较大近期的类型是带有计算机控制和数据处理的光透式粒度仪颗,粒的沉降速度表现为悬浮液的浓度变化根据光(可见光或X光)透射强度和变化规律可以导出粒度的分布。:沉降法测量粒度的主要缺点有,,(1)沉降法原则上不适用具有不同比重组份的混合料这由Stokes公式不难看出比,。重大的小颗粒会比比重小的大颗粒沉降快从而给出错误结果陶瓷行业常用的粘土矿物、坯料、釉料等都非单一组份。,,,(2)测量上下限
5、范围窄当颗粒较大时下沉较快不满足Stokes定律成立所要求的日口日目1一11一2l一31一4,图1若只含单一组份或比皿相同的组份大颐粒总是比小肠粒沉。(,。降快见1一z1一2),,若B的比皿大于A的会出现1一4所示的情况此时沉降。法仪器会给出B的粒度大于A的错误结果,t,,层流条件(如石英在水中的Sokes沉降上限约为50拌m)当颗粒较小时受液体分子布Brown,,拌m朗()运动的影响沉降轨迹并非匀速垂直(通常小于1时布朗运动的影响已很。,,明显)虽然用离心法以较强的离心力代替重力可延伸测量下限但其上限也随之下延:。用粘性较大的液体代替水来提高测量上限也有类似问题测量下限随之提
6、高.,,,0值得指出的是虽然很多这类仪器都给出一个很宽的测量范围如1拜m一50即m。只,但这并不意味它可以有效测量一个具有上述分布范围的样品是对比重较大的样品下限可较准确测至。.1拜m,(但其上限应用不会大于50产m);反之,对比重较小的样品,上,,。限可测至500拌m但其下限应是1外m量级这点是容易引起误解的陶瓷行业原料的粒,.拌m,30度分布范围一般在1户一10乍m间以典型的重力沉降法来说对比重在左右的,。粉料其有效测量范围约为1拜m一50拜m激光散射法一更合适的方法翻.侧.臼ll阮.曰p.~女!么J甲目.曰....口、、~lre,压I图2激光散射法测t粒度的结构原理图__
7、FQ4248佛山陶瓷SHANCERAMIcS工99年第期,,,,当光入射到颗粒时会产生散射小颗粒散射角大而大颗粒散射角小某一散射角,。的光强度与相应粒度的颗粒多少有关这就是光散射法测量粒度的基本原理,,,虽然上述原理早已发现但在激光问世前由于一般的光源非单色光散射谱的分辨,,,,率很低实际上无法用于粒度测量所以只是到了70年代才出现了这类仪器而到了80,,。年代加上微电子技术的应用激光散射法的粒度仪日趋完善nr目前的激光散射法粒度仪基本上都同时应用了夫琅和费(Frauhofe)散射理论和米,
