粉体的几何特性课件.ppt

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1、第二章粉体的几何特性§2.1颗粒大小和形状表征材料的机械、物理和化学性质描述了组成材料的物质组态的基本特性，当物质被“分割”成为粉体之后，上述三类性质则不能全面描述材料的性质，必须对粉体材料的组成单元——颗粒，进行详细描述。颗粒的大小和形状是粉体材料最重要的物性特性表征量。颗粒大小和形状表征2021/7/2923SnS45672021/7/297颗粒大小和形状表征直径D直径D、高度H？颗粒的大小颗粒大小2021/7/298颗粒大小和形状表征人为规定了一些所谓尺寸的表征方法三轴径定向径当量径颗粒大小2021/7/299高度h：颗

2、粒最低势能态时正视投影图的高度宽度b：颗粒俯视投影图的最小平行线夹距长度l：颗粒俯视投影图中与宽度方向垂直的平行线夹距颗粒大小和形状表征三轴径设，图中颗粒处于一水小平面上，其正视和俯视投影图如图所示。这样在两个投影图中，就能定义一组描述颗粒大小的几何量：高、宽、长，定义规则如下颗粒大小2021/7/2910hbl颗粒大小和形状表征颗粒大小2021/7/2911三轴几何平均径：与颗粒外接长方体体积相等的立方体的棱长三轴平均径计算公式颗粒大小和形状表征三轴算术平均值：立体图形的算术平均三轴调和平均径：与颗粒外接长方体比表面积相等的

3、球的直径或立方体的一边长颗粒大小2021/7/2912沿一定方向的颗粒的一维尺度。定向径包括三种颗粒大小和形状表征颗粒大小定向径2021/7/2913S1S2定向最大径Martin径Feret径颗粒大小和形状表征对于一个颗粒，随方向而异，定向径可取其所有方向的平均值；对取向随机的颗粒群，可沿一个方向测定。颗粒大小2021/7/2914颗粒与球或投影圆有某种等量关系的球或投影圆的直径颗粒大小和形状表征当量径等效圆球体积直径颗粒大小？33mm2021/7/2915等体积球当量径与颗粒同体积球的直径等表面积球当量径与颗粒等表面积球的

4、直径颗粒大小和形状表征颗粒大小2021/7/2916比表面积球当量径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的球的直径投影圆当量径Heywood径与颗粒投影面积相等的圆的直径等周长圆当量径与颗粒投影圆形周长相等的圆的直径颗粒大小和形状表征颗粒大小2021/7/29等效体积直径等效表面积直径等效重量直径最短直径最长直径等效沉降速率直径筛分直径颗粒大小颗粒大小和形状表征1718以上各种粒径是纯粹的几何表征量，描述了颗粒在三维空间中的线性尺度。在实际粉末颗粒测量中，还有依据物理测量原理，例如运动阻力，介质中的运动速度

5、等获得的颗粒粒径，这时的粒径已经失去了通常的几何学大小的概念，而转化为材料物理性能的描述。因此，除球体以外的任何形状的颗粒并没有一个绝对的粒径值，描述它的大小必须要同时说明依据的规则和测量的方法。颗粒大小和形状表征颗粒大小2021/7/291819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

6、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。这些形状表征量可统称为形状因子，主要有以下几种：颗粒大小和形状表征颗粒的形状2021/7/2920与颗粒等体积的球的表面积与颗粒的表面积之比颗粒大小和形状表征球形度可以看出：1.；2.颗粒为球形时，达最大值。颗粒形状2021/7/2921一些规则形状体的球形度：颗粒大小和形状表征颗粒形状2021/7/2922一个任意形状的颗粒，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：扁平度延伸度颗粒大小和形状表征扁平

7、度m与延伸度n颗粒形状2021/7/2923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：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形状系数颗粒形状2021/7/2924表面形状因子(j表示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颗粒大小和形状表征形状系数颗粒形状2021/7/2925与的差别表示颗粒形状对于球形的偏离颗粒大小和形状表征体积形状因子形状系数颗粒形状2021/7/2926表面形状因子与体积形状因子的比值颗粒大小和形状表征比

8、表面积形状系数形状系数颗粒形状2021/7/2927一些规则几何体的形状因子颗粒大小和形状表征颗粒形状2021/7/2928§2.2粉体的特性表征1粉体的平均粒径2粒度分布3粒度测定4粉体的比表面积与测量原理2021/7/2929粉体的特性表征粉体平均粒径计算公式粉体的平均粒