粒度分析原理与应用

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1、粒度分析原理与应用一个相以细颗粒状态分布在另一相中就构成了分散体系，前者称为分散相，后者称为分散介质。固体颗粒的松散堆集体通常称为粉末或粉体。分散体系和粉末中颗粒的粒度和比表面（单位体积或单位质量分散相所具有的表面积）决定着分散体系和粉末的性质，因此粒度的测量在材料科学的研究中是一种最基本的测量。粒度与颗粒形状粒度是颗粒在空间范围所占据大小的线性尺度。粒度越小，颗粒的微细程度越大。表面光滑的球形颗粒只有一个线性尺度，即其直径，粒度就是直径。非球形颗粒或虽然大体上球形，但表面不光滑的颗粒，则可按某种规定的线性尺度表示粒度。其中有一些规定是以某

2、种意义的相当球或相当圆的直径作为其粒度的。有些规定的粒度并不是相当球或圆的直径，也可统称为颗粒的直径。根据颗粒几何尺寸规定的一些粒度名称、符号与定义意义颗粒投影像的某种线度短轴径（宽度）b长轴径（长度）l定方向径Dy沿一定方向夹颗粒投影像的两条平行线之间的距离.对一个颗粒,随方向而异,可取其按所有方向的平均值.但对于取向随机的颗粒群,可沿一定方向.定方向等分径DM沿一定方向将颗粒投影像等分的线段的长度.其它说明同上.周长径DL=L/颗粒某些线度的平均二轴平均径（b+l）/2三轴平均径（b+l+h）/3名称、符号与定义意义按颗粒投影像面积正

3、方形相当径a1/2与颗粒投影像面积的正方形的边长圆形相当径Da=(4a/)1/2与颗粒投影像面积的圆的直径按表面积外接长方体表面积相当径[(bl+lh+hb)/3]1/2与颗粒的外接长方体等表面积的立方体的边长表面积相当直径DS=(S/)与颗粒等表面积的球的直径,S=DS2按体积外接长方体体积相当径(blh)1/3与颗粒的外接长方体等体积的立方体的边长柱状体体积相当径(ah)1/3与以颗粒的透影像为底,和颗粒同高的柱状体等体积的立方体的边长立方体相当径(v)1/3与颗粒等体积的立方体的边长体积相当直径DV=(6v/)1/3与颗粒等体

4、积的球的直径V=DV3/6按颗粒的比表面表面积体积相当直径Dsv=6v/s=6/Sv与颗粒具有相同的表面积对体积之比即具有相同的体积比表面Sv球的直径颗粒群粒度分布的图形和函数表示颗粒群是指含有许多颗粒的粉末或分散体系中的分散相。实际颗粒群所含颗粒的粒度大都有一个分布范围。粒度分布范围越窄，就说分布的分散程度越小，其集中度越高。大多数颗粒群的粒度分布可以认为是连续的。在实际测量中，往往将连续的粒度分布范围视为许多个离散的粒级，测出各粒级中的颗粒个数百分比或重量百分比；或测出小于各粒度的累积个数百分比或累积重量百分比。A.列表法：将粉

5、体粒度分析数据列成表格，分别计算出各粒级的百分数和累计百分数，如下页所示。列表法的特点是量化特征突出，但变化趋势规律不直观。矩形图（直方图）频率分布曲线按/DD矩形图作一折线或光滑曲线,当测量的粒度间隔D足够小时获得的曲线成为频率分布曲线.其意义是:任一粒度间隔内颗粒的百分比等于曲线下方该间隔内的面积占曲线下方总面积的百分数.三个特征粒度:对应于最高点的最多数径或最多量径Dm.对应于累计百分数为50%的中位径D1/2.平均径累计分布测出的累计百分数与粒度D的关系可用表格表示,也可用累计分布曲线表示.累计分布曲线与频率分布曲线互为

6、积分与微商的关系.对等粒度间隔而言,对应于累计分布曲线越陡处即d/dD越大处,间隔内的百分比就越大.二粒度的测量方式对于粒度的测试方法应根据粉末粒度范围、颗粒的形态材质以及测试的目的等不同要求而确定。目前，粉末粒度的测试方法主要有以下几种测试方法：1.筛分法；2.显微镜法（SEM或TEM）；3.离心沉降法；4.激光散射法；1.筛分法原理：将被测样品经过不同大小孔径的筛网过筛，然后再称重，结果是质量对应筛网目数的分布。筛分法的测定范围：5μｍ～125ｍｍ，可分为水筛法、干筛法等。优缺点：筛分法是一种最简便的粒度测试方法，该方法简单，但准确性

7、差，较费时，难于测量粘结的及团聚的粉末颗粒。2.显微镜法原理：显微镜法包括光学显微镜法和电子显微镜法(如SEM/TEM等），二者的测定原理均是计数，即数出不同粒径区间的颗粒个数。优缺点：直观性强，是直接观察颗粒形状、大小的最好方法，同时也可判断颗粒的分散程度；缺点是仅能检查到比较少的颗粒，有时不能反映整个样品的水平，不适用于质量和生产控制等。3.激光散射法原理：激光粒度仪是根据光的散射现象测量颗粒大小的。颗粒尺寸越大，散射角越小；颗粒尺寸越小，散射角越大。优缺点:(1)测量动态范围宽,适用性广。现在先进的激光粒度仪的动态范围可达1∶1000

8、（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）。(2)测量速度快。测量一个样品一般只需1～2ｍｉｎ。(3)测量精度高,重现性好。(4)操作方便，不受环境温度的影响。(5)