粉体粒度分析及测量

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1、第二章粉体粒度分析及测量单个颗粒大小的表达方法粉体粒度分布颗粒形状因数颗粒粒度的测量单个颗粒大小的表示方法用粒度来表征颗粒的大小对规则的颗粒，其粒度可由某一尺寸来表示对不规则的颗粒，其粒度按某些性质推导而得规则颗粒图规则颗粒粒度的表征不规则颗粒的粒度三轴径：在一水平面上，将一颗粒以最大稳定度放置于每边与其相切的长方体中，用该长方体的长度l、宽度b、高度h定义的粒度平均值。投影径：颗粒以最大稳定性置于一平面上，由此按其投影的大小定义的粒径球当量直径：亦称球相当径。筛分径：当颗粒通过粗筛网并停留在细筛网上时，粗细筛孔的算术或几何平均值。颗粒外接长方形三轴径的平均值计算公式序号计算式名称意义1二轴

2、平均径显微镜下出现的颗粒基本大小的投影2三轴平均径算术平均3三轴调和平均径与颗粒比表面积相关，与外接长方体表面相同的球体直径4二轴几何平均径接近于颗粒投影面积的度量5三轴等表面积平均径与外接长方体表面积相同的立方体的边长投影径Ferret径Martin径定方向最大径投影面积圆相当径球当量直径体积直径dV：亦称等体积（球）相当径，是指与颗粒等相同体积的球的直径；面积直径dS：亦称等表面积（球）相当径，是指与颗粒等表面积的球的直径；面积体积直径dSV：亦称等比表面积（球）相当径，是指与颗粒等比表面积的球的直径；Stokes直径dst：亦称为沉降速度相当径或牛顿径，指与颗粒具有相同密度且在同样介质

3、中具有相同自由沉降速度（层流区）的直径；平均粒径平均粒径定义：设颗粒群是由粒径d1、d2、d3·····组合而成的集合体，其物理特性f(d)可由各粒径函数的加成表示：式中：f(d)称为定义函数若将粒径不同的颗粒群想象成由直径D组成的均一球形颗粒，那么其物理特性可表示为上式为平均粒径的基本式，D表示平均粒径以个数为基准的平均径可归纳如下：以质量（体积）为基准的平均径表达如下：在实际应用中，常用两个系列的平均径，以个数为基准加以说明：（一）以上平均径的共同特征是以颗粒群的个数去均分粒度之和、总表面或总体积所得的平均径（二）以上四个平均径的共同特征是，它们分别是以各粒级中颗粒个数、粒度之和、表面积

4、和体积为权，对d进行平均得到的。平均粒径计算公式粒度分布粉体是无数个颗粒的聚合体，因此，在了解单个颗粒粒度的基础上，要学习粉体的粒度及其分布；粉体的粒度及分布是利用统计学的知识，在单个颗粒粒度的基础上进行相应的统计而得到的；在讨论粉体的粒度分布时，我们不区分何种粒度，但讨论的方法适合于所有的粒度粒度分布粒度分布：指各种粒度的颗粒在总系统中所占的比例（可以是数量，也可以是质量），也即将粉体（颗粒群）以一定的粒度范围按大小顺序分为若干级（粒级），各级别粒子占颗粒群总量的百分数。采用不同的标准（质量或数量）得到不同的表达方式，与之对应的是个数基准和质量基准，常用质量基准。粒度分布示意图粒度分布的表

5、达方式频率分布累积分布筛上累积分布筛下累积分布两者关系表颗粒频率分布和累积分布粒度/μm频率分布/%累积分布/%质量分数个体百分数质量分数个体百分数大于该粒度范围(R)小于该粒度范围(D)大于该粒度范围(R)小于该粒度范围(D)<206.519.5100.06.5100.019.520~2515.825.893.522.380.545.125~3023.224.177.745.554.969.230~3523.917.254.569.430.886.435~4014.37.630.683.713.694.040~458.83.616.392.56.097.6>457.52.47.5100.0

6、2.4100.0表达形式粒度表格粒度分布曲线直方图曲线图粉体平均径粒度分布方程频率分布图Dmo筛下累积分布图D(d)D50粒度分布方程正态分布对数正态分布Rosin-Rammler分布正态分布对数正态分布对数正态分布平均粒径通常以D50作为平均粒径，即考虑对D50的对数正态分布。通过对数正记分布可求得粉体的几何标准偏差、平均粒径及比表面积几何标准偏差平均粒径比表面积计算个数与质量互换参见例2-1Rosin-Rammler分布适用于粉尘、粉碎物料等粒径分布较广的粉体两边倒数后取二次对数后，可得：参见例2-2颗粒形状因数定义指一个颗粒的轮廓边界或表面上各点所构成的图像颗粒的扁平度和伸长度表面积形

7、状因数和体积形状因系无孔隙的颗粒的表面积正比于该颗粒的某特征尺寸的平方，而体积正比于该尺寸的立方。故：比表面积形状因数球形度（卡门形状系数、表面形状系数）与颗粒体积相同的球的表面积与颗粒表面积之比即为球形度粒度测量的方法沉降法粒度测定主要是指通过颗粒在液体中沉降速度来测量粒度分布；主要分重力沉降式和离心沉降式光透沉降粒度仪；根据斯托克斯定律：颗粒在液体中的沉降状态示意图目前市售沉降粒度仪的特点目前市场上的沉降