粒度測(cè)試的基本概念和基本知識(shí)問(wèn)答

1、粒度測(cè)試的基本概念和基本知識(shí)問(wèn)答粒度測(cè)試的基本概念和基本知識(shí)問(wèn)答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(chēng)為顆粒的粒度。3. 什么叫粒度分布？用一定方法反映出一系列不同粒徑顆粒分別占粉體總量的百分比叫做粒度分布。4. 粒度分布的表示方法？1) 表格法：用列表的方式給出某些粒徑所對(duì)應(yīng)的百分比的表示方法。通常有區(qū)間分布和累計(jì)分布。2) 圖形法：用直方圖和曲線等圖形方式表示粒度分布的方法。3) 函數(shù)法：用函數(shù)表示粒度分布的方法。常見(jiàn)有R-R分布，正態(tài)分布等。5. 什么是粒徑？粒徑就是顆粒的直

2、徑，一般以微米(m)為單位。6. 什么是等效粒徑？等效粒徑是指當(dāng)一個(gè)顆粒的某一物理特性與同質(zhì)球形顆粒相同或相近時(shí)，我們就用該球形顆粒的直徑來(lái)代表這 個(gè)實(shí)際顆粒的直徑。根據(jù)不同的測(cè)量方法，等效粒徑可具體分為下列幾種：1) 等效體積徑：即與所測(cè)顆粒具有相同體積的同質(zhì)球形顆粒的直徑。激光法所測(cè)粒徑一般認(rèn)為是等效體積徑。2) 等效沉速粒徑：即與所測(cè)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(cè)的粒徑為等效沉速粒徑，也叫Stokes徑。3) 等效電阻徑：即在一定條件下與所測(cè)顆粒具有相同電阻的同質(zhì)球形顆粒的直徑。庫(kù)爾特法所測(cè)的粒徑就是等效電阻粒徑。4) 等效投影面積徑：即與所測(cè)顆粒具

3、有相同的投影面積的球形顆粒的直徑。圖像法所測(cè)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(shí)際顆粒的形狀通常為非球形的，因此難以直接用粒徑這個(gè)值來(lái)表示其大小，而直徑又是描述一個(gè)幾何體 大小的最簡(jiǎn)單的一個(gè)量，于是采用等效粒徑的概念。8. 什么叫D50？D50是指累計(jì)分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑值。它是反映粉體粒度特性的一個(gè)重要指標(biāo)之一。D50又稱(chēng)中位徑或中值粒徑。如果一個(gè)樣品的D50=5m，說(shuō)明在組成該樣品的所有粒徑的顆粒中，大于5m的顆粒占 50%，小于5m的顆粒也占50。9. 什么叫平均徑？平均徑是通過(guò)對(duì)粒度分布加權(quán)平均得到的一個(gè)反映粉體平均粒度的一個(gè)量。具體有重量平均徑

4、、體積平均徑、 面積平均徑、個(gè)數(shù)平均徑等。10. 什么叫D97它的作用是什么D97是指累計(jì)分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到97時(shí)對(duì)應(yīng)的粒徑值。它通常被用來(lái)反映粉體粗端粒度指標(biāo)，是粉體生產(chǎn)和應(yīng)用 中一個(gè)重要的粒度指標(biāo)。11. 常用的粒度測(cè)試方法有那些？常用的粒度測(cè)試方法有篩分法、顯微鏡（圖象）法、重力沉降法、離心沉降法、庫(kù)爾特（電阻）法、激光衍射 /散射法、電鏡法、超聲波法、透氣法等。12. 各種常用粒度測(cè)試方法各有那些優(yōu)缺點(diǎn)？1) 篩分法：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、直觀、設(shè)備造價(jià)低、常用于大于40m的樣品。缺點(diǎn)：不能用于40m以細(xì)的樣品；   結(jié)果受人為因素和篩孔變形影響較大。2) 顯微鏡法：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、

5、直觀、可進(jìn)行形貌分析。缺點(diǎn)：速度慢、代表性差，無(wú)法測(cè)超細(xì)顆粒。3) 沉降法（包括重力沉降和離心沉降）：優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，儀器可以連續(xù)運(yùn)行，價(jià)格低，準(zhǔn)確性和重復(fù)性較好，測(cè)試范圍較大。缺點(diǎn)：測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)。4) 庫(kù)爾特法：優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，可測(cè)顆?？倲?shù)，等效概念明確，速度快，準(zhǔn)確性好。缺點(diǎn)：測(cè)試范圍較小，小孔容易被顆粒堵塞，介質(zhì)應(yīng)具備嚴(yán)格的導(dǎo)電特性。5) 激光法：優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，測(cè)試速度快，測(cè)試范圍大，重復(fù)性和準(zhǔn)確性好，可進(jìn)行在線測(cè)量和干法測(cè)量。缺點(diǎn)：結(jié)果受分布模型影響較大，儀器造價(jià)較高。6) 電鏡：優(yōu)點(diǎn)：適合測(cè)試超細(xì)顆粒甚至納米顆粒、分辨率高。缺點(diǎn)：樣品少、代表性差、儀器價(jià)格昂貴。7) 超聲波法：優(yōu)點(diǎn)

6、：可對(duì)高濃度漿料直接測(cè)量。缺點(diǎn)：分辨率較低。8) 透氣法：優(yōu)點(diǎn)：儀器價(jià)格低，不用對(duì)樣品進(jìn)行分散，可測(cè)磁性材料粉體。缺點(diǎn)：只能得到平均粒度值，不能測(cè)粒度分布。13. 什么叫頻率分布和累計(jì)分布        由于粉體通常是由大量的大小不同的顆粒組成的，因此進(jìn)行粒度測(cè)試時(shí)須分成大小若干粒徑區(qū)間。每個(gè)粒徑區(qū) 間內(nèi)顆粒的相對(duì)含量的一系列百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)為頻率分布；小于某粒徑的相對(duì)含量的一系列百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為累計(jì)分布。累計(jì) 分布是由頻率分布累加得到的。14. 什么叫重復(fù)性       &#

7、160;同一個(gè)樣品多次測(cè)量所得結(jié)果的相對(duì)誤差稱(chēng)為重復(fù)性。重復(fù)性是衡量粒度儀器和粒度測(cè)試方法優(yōu)劣的主要指標(biāo)。15. 重復(fù)性是如何計(jì)算的？其中，n為測(cè)量次數(shù)(一般n>=10)；        Xi為每次測(cè)試的結(jié)果；        X為多次測(cè)量的平均值；        為標(biāo)準(zhǔn)差；      

8、0;  那么重復(fù)性相對(duì)誤差為：16. 影響重復(fù)性的因素有那些？       1) 儀器或方法的穩(wěn)定性。       2) 樣品分散是否充分。       3) 取樣是否具有代表性。       4) 操作過(guò)程是否規(guī)范。       5) 環(huán)境（包括電壓、溫度等）因素。 17. 什

9、么是粒度測(cè)試的準(zhǔn)確性，它是如何計(jì)算的？        粒度測(cè)試的準(zhǔn)確指某一儀器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品的測(cè)量結(jié)果與該標(biāo)準(zhǔn)樣標(biāo)稱(chēng)值之間的誤差。其算法為：18. 什么是粒度測(cè)試的真實(shí)性？        由于實(shí)際顆粒大多不是球型的，無(wú)法用一個(gè)數(shù)值來(lái)準(zhǔn)確地表達(dá)一個(gè)實(shí)際顆粒的大小，加上不同原理和不同廠家的儀器的標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，因此常常出現(xiàn)同一個(gè)樣品會(huì)得到幾個(gè)不同測(cè)量結(jié)果的情況。盡管這些不同的測(cè)試結(jié)果的主要原因是由于顆粒本身形狀的復(fù)雜性造成的，但測(cè)試結(jié)果還是不能漫無(wú)邊際，應(yīng)在一個(gè)合理

10、的范圍內(nèi)。這種不同儀器所測(cè)試的結(jié)果的差別應(yīng)在一個(gè)合理的范圍內(nèi)的要求稱(chēng)為粒度測(cè)試的真實(shí)性。粒度測(cè)試真實(shí)性目前尚無(wú)統(tǒng)一的定量標(biāo)準(zhǔn)，只有一些相對(duì)的定性的依據(jù)。比如粉碎前的樣品應(yīng)比粉碎后粗些；粉碎時(shí)間短的應(yīng)比粉碎時(shí)間長(zhǎng)的粗些；分級(jí)前應(yīng)比分級(jí)后粗些；對(duì)球形顆粒的測(cè)試結(jié)果應(yīng)一致等等。19. 沉降法粒度測(cè)試原理-Stokes定律        沉降法是通過(guò)測(cè)量顆粒在液體中的沉降速度來(lái)反映粉體粒度分布的一種方法。我們知道，在液體中大顆粒沉降速度快，小顆粒沉降速度慢。沉降速度與粒徑的數(shù)量關(guān)系我們可以從下面的Stokes定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式得到：從

11、Stokes定律中我們可以看到，顆粒的沉降速度與粒長(zhǎng)的平方成正比，可見(jiàn)在重力沉降中顆粒越細(xì)沉降速度越慢。比如在相同條件下，兩個(gè)粒徑比為10：1，那么這兩個(gè)顆粒的沉降速度之比為100:1。為了加快細(xì)顆粒的沉降速度，縮短測(cè)試時(shí)間，提高測(cè)試精度，許多沉降儀引入了離心沉降手段來(lái)加快細(xì)顆粒的沉降速度。離心狀態(tài)下粒徑與沉降速度的關(guān)系如下：這就是離心狀態(tài)下的Stokes定律。其中為離心機(jī)角速度，r為顆粒到軸心的距離。由于離心機(jī)轉(zhuǎn)速較高，2r遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力加速度g，因此同一個(gè)顆粒在離心狀態(tài)下的沉降速度Vc將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力狀態(tài)下的沉降速度V，這就是離心沉降可以縮短測(cè)試時(shí)間的原因。20. 沉降法粒度測(cè)試原理-比爾定律

12、：        從Stokes定律可知，只要測(cè)到顆粒的沉降速度，就可以得到該顆粒的粒徑了。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，直接測(cè)量顆粒沉降速度是很困難的，因此在沉降法粒度測(cè)試過(guò)程中，常常用透過(guò)懸浮液的光強(qiáng)的變化率來(lái)間接地反映顆粒的沉降速度。那么，光強(qiáng)的變化率與粒徑之間的關(guān)系是怎樣的呢？比爾定律給出了某時(shí)刻的光強(qiáng)與粒徑之間的數(shù)量關(guān)系：這樣我們就可以通過(guò)測(cè)試某時(shí)刻的光強(qiáng)來(lái)得到光強(qiáng)的變化率，再通過(guò)計(jì)算機(jī)的處理就可以得到粒度分布了。21. 激光粒度測(cè)試原理：        由

13、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(méi)有照射到顆粒的情況下，光束經(jīng)過(guò)富氏透鏡后將匯聚到焦點(diǎn)上。如圖下圖所示：當(dāng)通過(guò)某種特定的方式把顆粒均勻地放置到平行光束中時(shí)，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。理論與實(shí)踐都證明，大顆粒引發(fā)的散射光的散射角小，顆粒越小，散射光的散射角越大。這些不同角度的散射光通過(guò)富氏透鏡后將在焦平面上將形成一系列的光環(huán)，由這些光環(huán)組成的明暗交替的光斑稱(chēng)為Airy斑。Airy中包含著豐富的粒度信息。簡(jiǎn)單地理解就是半徑大的光環(huán)對(duì)應(yīng)著較小的粒徑的顆粒，半徑小的光環(huán)對(duì)應(yīng)著較大粒徑的顆粒；不同半徑上光環(huán)的光能大小包含該粒徑顆粒

14、的含量信息。這樣我們就在焦平面上安裝一系列光的電接收器，將這些由不同粒徑顆粒散射的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，再采用米氏散射理論通過(guò)計(jì)算機(jī)將這些信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，就可以得出粒度分布了。   22. 為什么采用激光作光源？激光是一種具有良好準(zhǔn)直性、單色性的光源，它可以得到清晰的散射譜分布。23. 米氏散射與弗朗和弗衍射有何差別？采用米氏理論能更準(zhǔn)確地反映不同粒徑顆粒的散射規(guī)律，使激光粒度儀的測(cè)試下限更小，結(jié)果更準(zhǔn)確。弗朗和弗衍射理論是米氏理論的近似，對(duì)細(xì)顆粒的誤差較大。百特公司的激光粒度儀目前已采用全程米氏散射理論。24. 顆粒"凝聚"的原因是什

15、么？顆粒"凝聚"是指多個(gè)顆粒粘附到一起成為"團(tuán)粒"的現(xiàn)象。"凝聚"的主要原因是顆粒所帶的電荷、水份、范德華力等使顆粒相互作用的結(jié)果。顆粒越細(xì)，其表面能越大，"凝聚"的機(jī)會(huì)就越多。25. 樣品分散的基本方法：為使顆粒處于單體狀態(tài)，在進(jìn)行粒度測(cè)試前要對(duì)樣品進(jìn)行分散處理。分散的方法有潤(rùn)濕、攪拌、超聲波振動(dòng)、分散劑等，有時(shí)這些方法往往同時(shí)使用。26. 粒度測(cè)試對(duì)介質(zhì)的要求是什么？粒度測(cè)試通常是將樣品置于某種液體中制成懸浮液來(lái)進(jìn)行的。這時(shí)所用的液體稱(chēng)為介質(zhì)。粒度測(cè)試的介質(zhì)通常有下列要求：1）純凈；2）不與顆粒發(fā)生物理、化學(xué)反

16、應(yīng)；3) 與顆粒具有良好的親和性，即對(duì)顆粒表面具有良好的潤(rùn)濕作用；4）使顆粒具有適當(dāng)?shù)某两禒顟B(tài)。27. 常用的介質(zhì)有哪些？粒度測(cè)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、煤油等。28. 什么叫分散劑？分散劑是指加入到介質(zhì)中的能使介質(zhì)表面張力顯著降低，使顆粒表面得到良好潤(rùn)濕的物質(zhì)。29. 分散劑的用法與用量。分散劑應(yīng)在測(cè)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之間。30. 用有機(jī)溶劑（乙醇等）作介質(zhì)時(shí)要不要另加分散劑，為什么？大部分有機(jī)溶劑作介質(zhì)時(shí)不用另加分散劑。因?yàn)樗鼈儽旧砟苁诡w粒處于較好的分散效果。31. 如何檢查分散效果？1)

17、 顯微鏡法：看有無(wú)"凝聚"現(xiàn)象。2) 測(cè)量法：取經(jīng)過(guò)不同分散過(guò)程后的兩個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)量，如果兩次測(cè)試的數(shù)值是穩(wěn)定不變的，說(shuō)明樣品已經(jīng)得到良好分散了。32. 干粉取樣的要求：1) 從車(chē)間里取樣時(shí)要從料流中多點(diǎn)取樣。2) 勺取法縮分樣品時(shí)要攪拌均勻后多點(diǎn)（至小四點(diǎn)）取樣。33. 懸浮液取樣有那些要求？1) 充分?jǐn)嚢杈鶆颉?) 從液面到器皿底之間的中部抽取。34. 如何控制懸浮液的濃度？1) 確定儀器允許的最佳濃度值范圍后，用天平稱(chēng)量樣品，用燒杯量好一定量的介質(zhì)，將二者混合后配制成適合測(cè)試的懸浮濃度了。2) 先配制成較高濃度的懸浮液，并進(jìn)行充分分散，然后再取少量加入到樣品池中進(jìn)行稀

18、釋?zhuān)瑵舛群线m后就可以進(jìn)行測(cè)試了。35. 為什么儀器不能規(guī)定一個(gè)固定的百分比濃度，范圍是多少？激光粒度儀在測(cè)試過(guò)程中，對(duì)懸浮液濃度的要求是使光電接收器上的信號(hào)達(dá)到一定的幅度。這些電信號(hào)是由散射光照射產(chǎn)生的，而散射光的強(qiáng)弱又是由懸浮液中的顆粒個(gè)數(shù)決定的-懸浮液中顆粒數(shù)越多，散射光越強(qiáng)；顆粒數(shù)越少，散射光越弱。因此粒度越粗的樣品，所需要的試樣量就要多些；粒度越細(xì)的樣品，所需要的試樣量就要少些，加上不同的樣品的密度又不相同。所以不同樣品的懸浮液的濃度值不能是一個(gè)固定的百分比。一般來(lái)說(shuō)，懸浮液的百分比濃度大約大之間。36.測(cè)量背景的作用是什么？測(cè)量背景是在進(jìn)行粒度測(cè)試前測(cè)量無(wú)顆粒狀態(tài)下接收器上的光能分布，目的是在粒度測(cè)試