粉体表征方法

1、 粉体的定义粉体的定义 一、粉体（PowderPowder） 通常是指由大量的固体颗粒及颗粒间的空隙所构成 的集合体。 组成粉体的最小单位或个体称为粉体颗粒。 二、粉体的物态特征： 具有与液体相类似的流动性； 具有与气体相类似的压缩性； 具有固体的抗变形能力。 粉体粒子的物理性质主要有：粒子与粒度分布、粒子 形态、比表面积等。 粒度测试的基本知识粒度测试的基本知识 1、颗粒：在一尺寸范围内具有特定形状的几何体。这 里所说的一尺寸一般在毫米到纳米之间，颗粒不仅指固 体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。 2、粉体：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。 3、粒度：颗粒的大小叫做颗粒的粒度。 4、粒度分

2、布：用特定的仪器和方法反映出的不同粒径 颗粒占粉体总量的百分数。有区间分布和累计分布两种 形式。区间分布又称为微分分布或频率分布，它表示一 系列粒径区间中颗粒的百分含量。累计分布也叫积分分 布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。 粉体等效粒径粉体等效粒径 1）等效散射粒径：与实际被测颗粒具有相同散射效 果的球形颗粒的直径。激光粒度仪所测的粒径为等效散 射粒径。 2）等效沉速径：在相同条件下与实际颗粒沉降速度 相同的球的直径。沉降法所测的粒径为等效沉速径，又 叫Stokes径。 3）等效投影面积径：与实际颗粒投影面积相同的球 形颗粒的直径。显微镜法和图像法所测的粒径大多是等 效投影面积直径。

3、 粒度分析的种类和适用范围粒度分析的种类和适用范围 显微镜法显微镜法 光学显微镜光学显微镜 0.8-1500.8-150m 电子显微镜电子显微镜 0.8 0.8 mm 传统方法传统方法筛分法筛分法(20-100000 (20-100000 m) ) 沉降法沉降法( (粗颗粒粗颗粒 电感应法电感应法 新发展方法新发展方法 激光法激光法 电超声粒度分析法电超声粒度分析法(5nm-100m)(5nm-100m) 电子显微镜图像法电子显微镜图像法 基于颗粒布朗运动的粒度测量基于颗粒布朗运动的粒度测量 质谱法质谱法 激光衍射法激光衍射法 激光散射法激光散射法 光子相干光谱法（光子相干光谱法（1nm-5m

4、1nm-5m） 沉降法粒度测定沉降法粒度测定 沉降法是根据不同粒径的颗粒在液体中的沉降速度 不同测量粒度分布的一种方法。它的基本过程是把样品 放到某种液体中制成一定浓度的悬浮液，悬浮液中的颗 粒在 重力或离心力作用下将发生沉降。不同粒径颗粒的 沉降速度是不同的，大颗粒的沉降速度较快，小颗粒的 沉降速度较慢。 重力沉降 10300m 离心沉降 0.0110m 沉降法粒度测定沉降法粒度测定 颗粒在液体中的沉降状态示意图 沉降法测定颗粒粒度的条件：沉降法测定颗粒粒度的条件： 颗粒形状应当接近于球形，并且完全被液 体润湿 颗粒在悬浮体系的沉降速度是缓慢而恒定 的，而且达到恒定速度的时间较短 颗粒在悬浮

5、体系中的的布朗运动不会干扰 其沉降速度 颗粒间的相互作用不影响沉降过程 沉降法粒度测定沉降法粒度测定 优点 测量重量分布 代表性强 经典理论, 不 同 厂 家 仪器结果对比性好 价格比激光衍射法便 宜 缺点 对于小粒子测试速度 慢, 重复性差 非球型粒子误差大 不适应于混合物料 动态范围比激光衍射 法窄 激光激光法粒度测定法粒度测定 激光法是根据激光照射到颗粒后，颗粒能使激光产 生衍射或散射的现象来测试粒度分布的。 测量原理：光在行进过程中，遇到粉体颗粒（障碍 物）时，将偏离原来的传播方向继续传播，这种现象中叫 光散射； 当颗粒尺寸愈小，散射角愈大，颗粒尺寸愈大，散 射角愈小，即利用激光照射到

6、不同大小的颗粒上时产生的 散射光空间分布不同的原理进行测量。 激光激光法粒度测定法粒度测定 图为激光粒度仪的原理结构 筛分法筛分法 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：5 125，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，但准确性差， 较费时，难于测量粘结的 及团聚的粉末颗粒。 电阻法电阻法 根据颗粒在通过一个小微孔的瞬间，占据了小微孔中的 部分空间而排开了小微孔中的导电液体，使小微孔两端 的电阻发生变化的原理测试 粒度分布的。小孔两端的电 阻的大小与颗粒的体积成正比。当不同

7、大小的粒径颗粒 连续通过小微孔时，小微孔的两端将连续产生不同大小 的电阻信号，通过计算机对 这些电阻信号进行处理就可 以得到粒度分布了。 显微图象法显微图象法 工作原理是将显微镜放大后的颗粒图像通过CCD摄像头 和图形采 集卡传输到计算机中，由计算机对这些图像进 行边缘识别等处理，计算出每个颗粒的投影面积，根据 等效投影面积原理得出每个颗粒的粒径，再统计出所设 定的粒径 区间的颗粒的数量，就可以得到粒度分布了。 除了进行粒度测试之外，显微图象法还常用来观察和测 试颗粒的形貌。 其它其它颗粒粒颗粒粒度测试方法度测试方法 (1) 刮板法 (2) 沉降瓶法 (3) 透气法 (4) 超声波法 (5)

8、动态光散射法 粉体的比表面积表示方法粉体的比表面积表示方法 粉体的比表面积(specific surface area)的表 示方法根据计算基准不同可分为体积比表面积 SV和重量比表面积SW。 Sw=6/rdvs； Sv=6/dvs Sw ,Sv分别为重量和体积比表面积， r为粒 子真密度，dvs体积面积平均数径。比表面积是 表征粉体中粒子粗细的一种量度，也是表示固体 吸附能力的重要参数。可用于计算无孔粒子和高 度分散粉末的平均粒径。 比表面积的测定方法比表面积的测定方法 直接测定粉体的比表面积常用方法有： 气体吸附法 气体透过法气体透过法只能测粒子外部 比表面积，粒子内部空隙的比表面积不能

9、测，因此不适合用于多孔形粒子的比表面 积的测定。还有溶液吸附、浸润热、消光 、热传导、阳极氧化原理等方法。 粉体的密度粉体的密度 1.真密度（true density) t。指粉体质量（W）除以不 包括颗粒内外空隙的体积（真体积Vt）求得的密度。t = w/Vt 2、颗粒密度（granule density) g。是指粉体质量 除以包括开口细孔与封闭细孔在内的颗粒体积Vg所求得 密度。g = w/Vg 3、松密度（bulk density) b。是指粉体质量除以该 粉体所占容器的体积V求得的密度，亦称堆密度。 4、振实密度：填充粉体时，经一定规律振动或轻敲 后测得的密度称振实密度（tap density） bt。 若颗粒致密，无细孔和空洞，则t = g 。一般情况 下： t g bt b 粉体密度的测定方法粉体密度的测定方法 1.真密度与颗粒粒度检测： 常用的方法是用液体或气体将粉体置换的方法。 （1）液浸法：采用加热或减压脱气法测定粉体所排开的液体体积 ，即为粉体的真体积。当测定颗粒密度时，方法相同，但采用的液 体不同，多采用水银或水。 （2）压力比较法 常