粒度相关解释

粒度测试是通过特定仪器和方法表征粉末粒度特性的实验操作。粉末在我们的日常生活、工业和农业生产中应用很广。面粉、水泥、塑料、纸张、橡胶、陶瓷、药品等。在的各种应用中，对粉末特性的要求各不相同，在反映粉末特性的所有指标中，粒度分布是所有应用中最受关注的指标之一。因此，客观真实地反映粉末的粒度分布是非常重要的。下面详细介绍了粒子大小测试的基本知识和基本方法。一、粒度测试的基本知识1，粒子：在一个尺寸范围内具有特定外观的几何体。这里说的一种大小一般在毫米到纳米之间，粒子不仅指固体粒子，也指液体粒子，例如液滴、油珠。2、粉休雨：由无数不同大小的粒子组成的粒子群。3，粒子大小：粒子的大小称为粒子的粒子大小。4，粒子大小分布：通过特定工具和方法反映的粒子大小不同的粒子的百分比。有间隙分布和累积分布。间隔分布，也称为差异或频率分布，表示一系列粒子大小地块中的100%粒子。累积分布，也称为积分分布，表示小于或大于粒子大小粒子100%的量。5、粒子大小分布表示：表方法：以表的形式一一列举粒度间距分布、累积分布的方法。图形方法：笛卡尔系统中粒度分布用直方图和曲线等表示的方法。函数法：用数学函数表示粒度分布的方法。这种方法一般用于理论研究。众所周知的Rosin-Rammler分布是函数分布。6、粒子大小和等效粒子大小：粒子大小是粒子直径。这个概念简单明了。那么什么是等价粒子大小，什么是等价粒子大小的关系？我们知道，只有球体有直径，没有其他形状的形状有直径，构成粉末的绝大多数粒子不是圆形，而是各种不规则形式、片状、针状、多边形等。这些复杂形状的粒子在理论上不能以直径的概念直接表示其大小。在实际操作中，直径是描述粒子大小的最直观、最简单的量。我们想用这种量来描述粒子大小。因此，粒度测试实践中引入了等效的粒度概念。等效粒子大小表示此实际粒子的直径，如果粒子的物理属性等于或类似于同质球形粒子，则为该球形粒子的直径。如果是，则此球形粒子的粒子大小就是其实际粒子的等效粒子大小。等效粒子大小为：等效体积直径：与实际粒子体积相同的球体直径。一般认为用激光方法测量的直径是等效体积直径。等效下沉速度路径：相同条件下与实际粒子沉降速度相同的球体直径。沉降法测量的粒度也称为等效沉没速度路径，斯托克斯路径。等效阻力直径：在相同条件下与实际粒子产生相同阻力效果的球形粒子的直径。库尔特法测量的粒子大小为等效电阻直径。等效投掷面积直径：与实际粒子放入的面积相同的球形粒子的直径。直接和图像方法测量的粒子大小大部分是等效投影区域直径。7、表示粒子大小特性的一些关键指标： D50:样品的累积粒度分布达到50%时相应的粒度。其物理意义是，粒子大小大于50%的粒子，小于50%的粒子，D50也称为中等直径或中等粒子大小。D50通常表示粉末的平均粒度。 D97:样品累积粒度分布达到97%时的粒度。它的物理意义是粒子大小比它小的粒子占97%。D97通常用于表示粉末粗糙端的粒度指标。其他参数(例如D16、D90)定义为与D97类似的物理意义。比表面积：单位重量的粒子表面积总和。比表面积的单位为m2/kg或cm2/g。比表面积与粒子大小有一定关系，粒子大小越细，比表面积越大，但这种关系不一定是比例关系。8、粒子大小测试的重复性：同一采样多个测量结果之间的偏差。重复性指标是衡量一个精密测试仪器和方法好坏的最重要的指标。计算方法包括：其中n是测量数(一般n=10)。X I是每个测试结果的典型值(通常为D50值)。x是多个测试结果的典型值的平均值。sigma是标准差。是重复性相对误差。影响粒度测试重复性的因素和方法本身；样品制备因素；环境和操作侧面因素等。粒度测试必须具有良好的重复性，这是仪器和操作员的基本要求。9、粒度测试的可靠性：一般测量设备都有精度指标。由于粒度测试的特殊性，通常可以表示准确性的含义。“粒子大小”测试测量的粒子大小等于粒子大小，因此对于同一粒子，不同的等效方法可以获得不同的等效粒子大小。由于测量方法不同，可以看到同一粒子得到了两个不同的结果。也就是说，如果用一个数值表示它的大小，那么这个值不是唯一的，而是具有一系列数值的不规则形状的粒子。每个测试方法都是针对粒子的特定方面执行的，结果值是可以表示粒子大小的所有数字之一，因此，相同的采样使用不同的粒子大小测试方法获得的结果是客观原因。粒子的形状越复杂，不同测试方法的结果就越大。这并不意味着粒子大小测试结果可以无限制。准确的真实感是需要更真实地反映采样的实际粒子大小分布。真实性是一个还没有严格标准的定性概念。但是有些现象可以作为测试结果真实性好坏的依据。例如，仪器到标准样例测量值必须在公称值允许的误差范围内。粉碎的样品必须比粉碎前更精细。必须降低分类样品的大颗粒含量。结果与行业标准或公认的方法一致。二、粒度测试的基本方法粒子大小测试有数百种统计信息。目前常用的沉降方法、激光方法、筛分方法、图像方法和电阻方法有5种，有一些特定行业和领域常用的测试方法。1、结算方法：沉淀方法是根据不同粒度粒子在液体中的沉淀速度测量粒度分布的方法。其基本过程是将样品放入某种液体中，制成一定浓度的悬浮液，悬浮液中的粒子通过重力或离心力作用沉淀。根据粒子大小，粒子的沉降速度不同，大粒子的沉降速度快，小粒子的沉降速度慢。那么，粒子的沉降速度如何与粒子大小相关，粒子的沉降速度如何反映？斯托克斯定律：在重力场中，悬浮在液体中的粒子由重力、浮力和粘性阻力驱动，其运动方程如下：这是斯托克斯的定律。从斯托克斯定律可以看出，沉淀速度与粒子直径的平方成正比。例如，1333610粒子大小的两个粒子的沉降速度比13336100慢得多。为了提高微细粒子的沉降速度，缩短测量时间，现代沉降机构大部分引进了离心沉降方式。离心沉降状态下颗粒的沉降程度与粒径的关系如下：这是离心力状态下斯托克斯定律的表达。离心力速度超过数百次，因此离心力加速度2r比重力加速度g，VcV大得多，从而大大缩短离心力沉降测试时间。比尔的法则：如上所述，沉淀方法是根据粒子的沉淀速度测试粒子大小分布。但是很难直接测量粒子的沉降速度。因此，在实际应用过程中，测量悬浮液强度的变化率，间接反映粒子的沉降速度。那么，明度的变化率和粒子大小的关系又如何呢？比尔告诉我们：T1、T2、T3、Ti是一系列亮度值i1d 3.瞬时测量di，用表达式(5)替换这些亮度值和粒子大小值，然后通过计算机处理得到粒度分布。2、激光方法：激光方法是以激光照射粒子时粒子能衍射或散射激光的现象为基准测试粒子大小分布。激光产生的激光，扩展光束，形成直径10毫米左右的远光束。这种远光通过傅里叶透镜聚合到后焦平面上，没有粒子。如下图所示。当特定数量的粒子以适当的方式均匀放置在平行梁上时，平行光会发生散射现象。光的一部分与光轴成一定角度向外传播。下图：那么，散射现象和粒子大小之间的关系是什么呢？理论和实验都证明大粒子产生的散射光角度小，粒子越小，散光和轴之间的角度就越大。这些不同角度的散射光通过富含性的镜头时，在焦平面上形成一系列半径不同的光晕。由这些环组成的明暗交替的光斑称为Airy斑点。Airy点包含丰富的粒度信息。简单地说，半径大的圆环对应于较小的粒度。小半径的圆环对应于较大的粒子大小。半径不同的环形光的强弱，包含了这个粒子大小粒子的数量信息。这样，在焦平面上放置一系列光电接收器，将分布在不同粒子大小的光信号转换为电信号，并传输到计算机上，通过米氏酸理论对这些信号进行数学处理，就可以获得粒度分布。3、筛选方法：筛分法是最传统的粒度测试方法之一。使粒子通过不同大小的屏幕测试粒子大小。体质法分为干燥体和湿体两种形式，可以控制单个粒子大小的粒子通过速度，可以嵌套多个体，同时测量多个粒子粒子的通过率，并计算百分比。筛法有手动筛、振动筛、负压筛、全自动筛等多种方式。粒子间是否通过取决于粒子的取向和体质时间等素因素，每个行业都有自己的体质方法标准。4、电阻法：也称为库仑法，电阻法是美国刀具这个人设计的粒度测试方法。方法是根据粒子通过小微孔的瞬间占据小微孔的部分空间，排出小微孔的导电液体，改变小微孔两端阻力的原理测试粒度分布。小孔两端阻力的大小与粒子的体积成正比。不同粒度的粒子连续通过小微孔时，小微孔的两端会连续产生不同大小的电阻信号，通过计算机处理这些电阻信号，可以获得粒度分布。如图所示：用库尔特法进行口腔检查的媒体通常是通电的生理盐水。5、显微图像方法：显微镜图像方法包括显微镜、CCD相机(或数字图像机)、图形采集卡、计算机等。其基本工作原理是通过CCD相机和图形采集卡将放大的粒子图像传输到计算机，通过计算机识别边缘等处理计算每个粒子的投影面积，根据等效投影区域原理计算每个粒子的粒子大小，然后计算设置的粒度区域中的粒子数，嘴也分布。该方法一次测量的粒子数较少，因此，可以对同一样品多次使用视场交换方法进行测量，以提高测试结果的可靠性。不仅是粒度测试，显微成像技术也常用于观察和测试粒子的形态。6、其他粒子大小测试方法：除了以上几种粒度测试方法外，目前在生产和研究领域还使用了很多刮刀方法、针钢瓶方法、透气性方法、超声波方法和动态光散射方法等。(1)刮刀方法：将样品刮到平整表面，观察粗糙度，评价样品的粒度是否合适。这是涂料行业使用的方法。定性粒子大小测试方法。(2)针腔病害法：其原理与前后讨论的针腔法基本相同。测试过程首先在500ml或1000l的两个桶中制造一定量的样品和液体，选择足够的量，然后去除一定量(例如20ml)作为样品的总重量，然后根据斯托克斯定律计算每个粒子的沉淀时间，在固定时刻每个释放相同量的悬浮液，表示与该时间相对应的粒子大小。每分钟得到的悬浮液干燥称重后，即可计算出粒度分布。该方法目前用于磨料和河流沉积物等行业。(3)透气性法：透气性法也称为皮氏法。首先，将样品放入金属管，压缩，将这些金属管安装在气体路径上，形成闭环气体线路。气体流动时，气体通过粒子的缝隙。如果采样较厚，则粒子之间的间距会增大，对气体流边施加的障碍物会更小。样品越薄，粒子之间的间距就越小，阻碍气体流动。透气性方法是根据这些原理测试粒子大小。这个方法只能得到一个平均粒度值，不能测量粒度分布。该方法主要用于磁性材料行业。(4)超声波方法：通过不同粒径的粒子对超声波产生不同影响的原理测量粒度分布的方法。可以直接测试固体-液体比率达70%的高浓度浆料。这种方法是一种新技术，目前国内外都在进行研究，据说国外已经有机构，国内还没有。(5)动态光散射法：前面提到的激光散射法可以理解为静态光散射法。粒子在一定程度上较小时，受液体中布朗运动的影响，运动的距离与粒子大小相关的随机运动状态。通过相关技术掌握这些粒子的移动状态，可以获得粒度分布。动态光散射法，主要用于测量纳米材料的粒度分布。国外已经有现成的机构，国内还没有。三、粒度测试技术的现状和发展趋势中国粒度测试技术研究始于70年代。中国