粒度測試的基本概念和基本知識

1、粒度測試的基本概念和基本知識1 .什么是顆粒？顆粒是具有一定尺寸和形狀的微小的物體，是組成粉體的基本單元。 它宏觀很小，但微觀卻包含大量的分子、原子。2 .什么叫粒度？顆粒的大小稱為顆粒的粒度。3 .什么叫粒度分布？不同粒徑的顆粒分別占粉體總量的百分比叫做粒度分布。4 .常見的粒度分布的表示方法？?表格法：用列表的方式表示粒徑所對應(yīng)的百分比含量。通常有區(qū)間分 布和累計分布。?圖形法：用直方圖和曲線等圖形方式表示粒度分布的方法。5 .什么是粒徑？顆粒的直徑叫做粒徑，一般以微米或納米為單位來表示粒徑大小。6 .什么是等效粒徑?當(dāng)一個顆粒的某一物理特性與 同質(zhì)球形 顆粒相同或相近時，我們就 用該球形

2、顆粒的直徑來代表這個實際顆粒的直徑。根據(jù)不同的測量方法， 等效粒徑可具體分為下列幾種：?等效體積徑：即與所測顆粒具有相同體積的同質(zhì)球形顆粒的直徑。激 光法所測粒徑一般認(rèn)為是等效體積徑。?等效沉速粒徑：即與所測顆粒具有相同沉降速度的同質(zhì)球形顆粒的直 徑。重力沉降法、離心沉降法所測的粒徑為等效沉速粒徑， 也叫Stokes 徑。?等效電阻徑：即在一定條件下與所測顆粒具有相同電阻的同質(zhì)球形顆 粒的直徑。庫爾特法所測的粒徑就是等效電阻粒徑。?等效投影面積徑：即與所測顆粒具有相同的投影面積的球形顆粒的直 徑。圖像法所測的粒徑即為等效投影面積直徑。7 .為什么要用等效粒徑概念？由于實際顆粒的形狀通常為非球形

3、的，因此難以直接用粒徑這個值來 表示其大小，而直徑又是描述一個幾何體大小的最簡單的一個量，于是采 用等效粒徑的概念。簡單地說，粒徑就是顆粒的直徑。從幾何學(xué)常識我們 知道，只有圓球形的幾何體才有直徑，其他形狀的幾何體并沒有直徑，如 多角形、多棱形、棒形、片形等不規(guī)則形狀的顆粒是不存在真實直徑的。 但是，由于粒徑是描述顆粒大小的所有概念中最簡單、直觀、容易量化的 一個量，所以在實際的粒度分布測量過程中，人們還都是用粒徑來描述顆粒大小的。一方面不規(guī)則形狀并不存在真實的直徑，另一方面又用粒徑這個概念來表示它的大小，這似乎是矛盾的。其實，在粒度分布測量過程中 所說的粒徑并非顆粒的真實直徑，而是虛擬的“等

4、效直徑”。等效直徑是 當(dāng)被測顆粒的某一物理特性與某一直徑的同質(zhì)球體最相近時，就把該球體 的直徑作為被測顆粒的等效直徑。就是說大多數(shù)情況下粒度儀所測的粒徑 是一種等效意義上的粒徑。不同原理的粒度儀器依據(jù)不同的顆粒特性做等效對比。如沉降式粒度 儀是依據(jù)顆粒的沉降速度作等效對比，所測的粒徑為等效沉速徑，即用與 被測顆粒具有相同沉降速度的同質(zhì)球形顆粒的直徑來代表實際顆粒的大 小。精品激光粒度儀是利用顆粒對激光的散射特性作等效對比，所測出的等效粒徑 為等效散射粒徑，即用與實際被測顆粒具有相同散射效果的球形顆粒的直 徑來代表這個實際顆粒的大小。當(dāng)被測顆粒為球形時，其等效粒徑就是它 的實際直徑。8 .平均徑

5、、D50、最頻粒徑定義這三個術(shù)語是很重要的，它們在統(tǒng)計及粒度分析中常常被用到。?平均徑：表示顆粒平均大小的數(shù)據(jù)。有很多不同的平均值的算法，如D4, 3等。根據(jù)不同的儀器所測量的粒度分布，平均粒徑分、體積平均徑、 面積平均徑、長度平均徑、數(shù)量平均徑等。? D50:也叫中位徑或中值粒徑，這是一個表示粒度大小的典型值， 該值 準(zhǔn)確地將總體劃分為二等份，也就是說有50%的顆粒超過此值，有50% 的顆粒低于此值。如果一個樣品的D50=5pm,說明在組成該樣品的所有粒徑的顆粒中, 大于5”的顆粒占50%,小于5”的顆粒也占50%。?最頻粒徑:是頻率分布曲線的最高點對應(yīng)的粒徑值。設(shè)想這是一般的分布或高斯分布

6、。則平均值，中值和最頻值將恰好處在同一位置，如下圖。但是，如果這種分布是雙峰分布，則平均直徑幾乎恰恰在這兩個峰的中間。實際上并不存在具有該粒度的顆粒。中值直徑將位于偏向兩個分布中的較高的那個分布1%,因為這 是把分布精確地分成二等份的點。最頻值將位于最高曲線頂部對應(yīng)的 粒徑。由此可見，平均值、中值和最頻值有時是相同的，有時是不同 的，這取決于樣品的粒度分布的形態(tài)。? D4,3是體積或質(zhì)量動量平均值。? DV,0.5是體積(v)中值直徑，有時表示為 D50或D0.5? D3,2是表面積動量平均值。9.什么叫D97?它的作用是什么?D97是指累計分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到97%時對應(yīng)的粒徑值。它通常被用來表示

7、粉體粗端粒度指標(biāo)，是粉體生產(chǎn)和應(yīng)用中一個被重點關(guān)注的指標(biāo)。10.常用的粒度測試方法有哪些?常用的粒度測試方法有篩分法、顯微鏡（圖象）法、重力沉降法、離心 沉降法、庫爾特（電阻）法、激光衍射/散射法、電鏡法、超聲波法、透氣 法等。22 .顆粒“聚團(tuán)”的原因是什么？顆?！熬蹐F(tuán)”是指多個顆粒粘附到一起成為“團(tuán)?！钡默F(xiàn)象?！熬蹐F(tuán)” 的主要原因是顆粒所帶的電荷、水份、范德華力等表面能相互作用的結(jié)果。 顆粒越細(xì)，其表面能越大，“聚團(tuán)”的機(jī)會就越多。23 .粒度分布測試時為什么要進(jìn)行分散？在通常情況下，粒度分布測試就是要得到顆粒在單體狀態(tài)下的分布狀 態(tài)，而粉體中的顆粒常常有“聚團(tuán)”現(xiàn)象，因此要進(jìn)行分散處理。

8、24 .那些方法粒度測試需要分散，那些方法不需要分散？在粒度測試時需要對樣品進(jìn)行分散的方法有激光法、沉降法、篩分法、 電阻法、圖像法等。在粒度測試中不需要對樣品進(jìn)行分散的方法有費氏法（測平均粒度）、超聲波法、X射線小角散射法等。25 .分散的基本方法為使顆粒處于單體狀態(tài)，在進(jìn)行粒度測試前要對樣品進(jìn)行分散處理。濕 法粒度測試的分散方法有潤濕、攪拌、超聲波、分散劑等，這些方法往往同時使用。干法粒度測試的分散方法是顆粒在高速運動中自身的旋轉(zhuǎn)、顆 粒之間的碰撞、顆粒與器壁之間的碰撞等。26 .什么是粒度測試的介質(zhì)?粒度測試通常是將樣品置于某種液體或氣體中，形成一定濃度的均勻懸 浮混合流體，這種均勻懸浮

9、混合流體通過測試窗口時就可以進(jìn)行粒度測試 了。這里所用的液體或氣體是起媒介作用的物質(zhì)，稱為介質(zhì)。27 .介質(zhì)的作用是什么？介質(zhì)的作用有兩個，一是媒介作用，就是作為樣品均勻分散的載體；二 是分散作用，就促使“聚團(tuán)”的顆粒分離成單體顆粒。28 .粒度測試對介質(zhì)的要求是什么？1）純凈2）不與顆粒發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)3）與顆粒具有良好的親和性，即對顆粒表面具有良好的潤濕作用4）使顆粒具有適當(dāng)?shù)某两禒顟B(tài)。29 .常用的介質(zhì)有哪些？粒度測試最常用的液體介質(zhì)是水，此外常用的介質(zhì)還有水和甘油混合 液、乙醇和甘油混合液、乙醇、汽油、煤油、空氣、氮氣等。30 .什么叫分散劑，常用的分散劑有哪些？分散劑是指加入到水中

10、的能使水的表面張力顯著降低，從而使顆粒表面 得到良好潤濕的物質(zhì)。常用的分散劑有六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、聚丙烯酸 鈉、洗滌劑等。31 .分散劑的用法與用量分散劑應(yīng)在測試前先按一定比例與水混合并使之完全溶解。分散劑與水 的比例為0.2%-0.5%之間。32 .分散劑的作用是什么？分散劑的作用有兩個，一是加快“團(tuán)?！狈纸馑俣龋s短分散時間，二 是延緩顆粒再次團(tuán)聚的時間，保持顆粒長時間處于分散狀態(tài)。61 .激光粒度測試原理激光粒度儀一般是由激光器、富氏透鏡、光電接收器陣列、信號轉(zhuǎn)換與 傳輸系統(tǒng)、樣品分散系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成。激光器發(fā)出的激光束， 經(jīng)濾波、擴(kuò)束、準(zhǔn)值后變成一束平行光，在該平行光束沒有照

11、射到顆粒的當(dāng)通過某種特定的方式把顆粒均勻地放置到平行光束中時，激光將發(fā)生衍射和散射現(xiàn)象，一部分光將與光軸成一定的角度向外擴(kuò)散。米氏散射理 論證明，大顆粒引發(fā)的散射光與光軸之間的散射角小，小顆粒引發(fā)的散射 光與光軸之間的散射角大。這些不同角度的散射光通過富氏透鏡后匯聚到 焦平面上將形成半徑不同明暗交替的光環(huán)，不同半徑上光環(huán)都代表著粒度 和含量信息。這樣在焦平面的不同半徑上上安裝一系列光的電接收器，將 光信號轉(zhuǎn)換成電信號并傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中，再用專用軟件進(jìn)行分析和識別這 些信號，就可以得出粒度分布了。62 . SOP含義是什么？SOP是英文Standard Operation program勺縮寫，它的含義就是“標(biāo)準(zhǔn)化 操作規(guī)程”。具備這種功能的儀器的所有操作過程都是在電腦控制下自動 完成。63 .具備SOP功能的激光粒度儀有那些優(yōu)點？具備SOP功能的激光粒度儀的優(yōu)點有兩個，一是使操作和培訓(xùn)簡便，只 要進(jìn)行簡單的操作就可以得到準(zhǔn)確的測試結(jié)果。二保證了測試條件完全一 致，是保證測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。64 .自動對中系統(tǒng)在激光粒度儀中的作用是什么？自動對中系統(tǒng)在激光粒度儀中的作用是隨時保證探測器的中心點與富 氏透