粒度分析PPT课件.ppt

粉体粒度分析,第七章,颗粒的几何特性包括粒度、形状、表面结构和孔结构。颗粒的粒度是粉状物体各种物性中最重要的特性。,1,第一节颗粒的粒度与粒度特性,一、颗粒粒度的表示方法描述物料细分状态的个别物理单元称为颗粒。颗粒大小的度量，即粒度，通常用线性尺寸“粒径”表示。,2,粒径：通过颗粒重心，联结颗粒表面两点之间的线段的长短。设一个颗粒以最大稳定度(重心最低)置于一个水平面上，此时颗粒的水平投影像如左下图所示。如另一水平面与此水平面恰好夹住此颗粒，则定义这两水平面之间的距离为颗粒的厚度h。,颗粒的宽度b定义为夹住颗粒投影像的相距最近两平行线间的距离。与宽度垂直、能夹住此投影像的两平行线间的距离定义为颗粒长度l。颗粒投影像的周长和面积分别用L和a表示。颗粒的表面积和体积分别用S和V表示。可以根据这些几何量b，l，h，L，a，S，V来定义颗粒的种种粒度或相当直径。,3,1.单个颗粒的粒径表示方法：指定的线段：长轴径，短轴径，定方向径算术平均径：二轴平均径，三轴平均径几何平均径：调和平均径，表面积平均径，体积平均径等值径：外接矩形等值径，正方形等值径，圆形等值径，直方体等值径，圆柱体等值径，立方体等值径，球体等值径有效径：斯托克斯等效径,4,5,在现实测量中，上述粒径是不可测量的。只能通过某种等效方法测量颗粒的大小。当被测颗粒的某种物理特性或物理行为与某一直径的同质球体（或其组合）最相近时，就把该球体的直径（或其组合）作为被测颗粒的等效粒径（或粒度分布）。不同测量方法采用不同物理特性或物理行为作为比较的参考量。,6,2.粒群的粒径分布实际粉体大都由粒度不等的颗粒组成，存在粒度分布范围。可用频率分布和累计分布表示。颗粒粒径频率分布表示各个粒径相对应的颗粒百分含量（微分曲线）。颗粒粒径累计分布表示小于（大于）某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒径的关系（积分曲线）。,7,8,细粉颗粒分布的数学方程,颗粒分布常以Rosin-Rammler方程表示：,或,D(x)：粒径x的筛析通过量，%R(x)：粒径x的筛余量，%,x：粒径x：当量粒径n：曲线斜率,（1）（2）,9,上式取两次对数得到一直线方程：,由上式得：n值为该直线的斜率，又称为均匀性系数,（3）（4）,10,当量粒径,在方程（2）中当x=x时，x称为“当量粒径”或“特征粒径”。特征粒径的纵坐标为近似为0.00,11,均匀性系数,n值称为均匀性系数，反映最大颗粒与最小颗粒间的范围，即颗粒分布宽度。n值越大颗粒分布越窄。,12,在n1时，Rosin-Rammler方程的准确率小于96%。未经粉磨的粉煤灰的颗粒分布有其独特性，不宜用Rosin-Rammler方程，而应用对数正态分布方程来描述颗粒分布。,13,其中，,d50,d16分别为筛析通过量为50%和16%时的粒径。,d50可作为特征粒径，相当于x；S表示颗粒分布宽度，相当于n值。,14,3.粒群的平均粒径实际粉体的颗粒大小也可以以平均粒径表示。颗粒粒径频率分布表示各个粒径相对应的颗粒百分含量（微分曲线）。颗粒粒径累计分布表示小于（大于）某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒径的关系（积分曲线）。,15,16,除了平均粒径，还须用偏差系数K偏来说明粉体的均匀程度。K偏=/D1D1某种平均粒径标准差,17,第二节颗粒的形状,一、颗粒的形状概述1、意义：颗粒的形状对颗粒群的许多性质都有影响，例如比表面积、流动性、固着力、增强性、填充性和化学活性等。,18,2、颗粒形状的表征形状指数a）单一颗粒的形状表示：当放置在水平面上的单一颗粒处于稳定状态时，可在相互正交的三轴方向测得其最大值L、B、T，其中：T厚度，上下两平面所夹颗粒的距离B短径，两竖直平行的平面所夹颗粒的最短距离L长径，在与短径正交的方向上，两竖直平行的平面所夹颗粒的距离。,19,b）各种形状指数：均齐度颗粒两个外形尺寸的比值长短度：N=L/B扁平度：M=B/T充满度颗粒外接长方体的体积与该颗粒体积之比FV=LBT/VP球形度颗粒接近球体的程度,20,c）颗粒形状的分数维表示用于描述颗粒的粗糙度和表面结构。粗糙度越大，分数维的数值越大。d）混凝土材料科学中用于描述骨料形状的的参数针片状颗粒,21,22,颗粒表面特性与综合形状系数,颗粒表面特性指表面粗糙度和表面结构。颗粒综合形状系数：不规则形状颗粒的实际表面积与同体积的球形颗粒的表面积之比。表面光滑的理想球体的综合形状系数为1，其余的颗粒的1。,23,第三节粒度测定方法,方法分类测量仪器所得结果筛分法筛子粒度分布直接观察显微镜粒度分布，形状散射法粒度分析仪粒度分布沉降法沉降天平粒度分布气体透过法比表面积仪比表面积,24,筛分法,物理分级方法设备简单，操作容易，误差较大。使用一套筛孔大小不等的筛，经干筛或湿筛后，称量各筛上的筛余，得到粒度分布和平均粒径。测定范围：381000m,25,直接观察法显微镜法,可用光学显微镜或电子显微镜，可转换成数字信号处理。直接测量颗粒直径，观察颗粒形状。测量范围：光学显微镜：1100m电子显微镜：0.00110m粒度分布按颗粒数计算，所以样本数要足够大，总数大于1000个，每个粒级大于10个,26,27,散射法激光或X射线粒度分析法,根据夫琅和费衍射原理，测定光在穿过均匀分散的颗粒悬浊液后的散射强度，求得其粒度分布。单色光的相干性好，所以用激光或X射线。自动化程度高，操作简单，速度快。测定范围：0.5500m,28,29,沉降法沉降天平,根据斯托克斯理论，利用重力场或离心力场，使颗粒在适当的介质中沉降，用沉降速度测定颗粒直径。斯托克斯等效径：测定范围：0.1150m,30,沉降天平与激光散射法的比较,激光法所得n值比沉降天平所得的n值小。,31,激光法向细粉方向移动，细粉含量偏高。因为其超声分散更彻底。,32,气体透过法,根据流体流经粉体层时的透过性测量粒度。由达西定律：t秒内通过截面积A，长度L的粉体层的流量Q与压力降p成正比。,33,常数B与粉体的比表面积的关系：粉体的比表面积SW（cm2/g）只需测定Q、p和t即可求出SW。,34,水泥工业中测定水泥细度的方法是Blaine气体透过法。固定Q和p，测定t（p为平均压力）。当液柱由H2下降到H3，所花时间为t,常数KB由已知SW的标样标定。,Blaine装置,35,颗粒特征参数对水泥性能的影响,标准稠度用水量标准稠度用水量随比表面积的增加，特征粒径的减小，均匀性系数的提高而增大。水泥较粗，颗粒分布宽，用水量小。水泥较细，颗粒分布窄，用水量大。颗粒分布不均衡，用水量大。,36,颗粒特征参数对水泥性能的影响,水泥砂浆稠度比表面积在350450m2/kg时砂浆的流动度最