粉末粒度分析方法

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1、粉末粒度分析方法0背景介绍粉末粒度作为粉末性能一个最重要的方面，对粉末冶金材料性能及其制备有着密切的关系，粉末粒度的测定是粉末冶金生产中检验粉末质量以及调节和控制工艺过程的重要依据。粉末颗粒形状的复杂性和粒度范围的扩大，特别是超细粉末的应用使得准确而方便的的定粒度变得很困难。1粉末粒度与粒度分布1.1粒度和粒度组成粉末粒度也称颗粒粒度，指颗粒占据空间的尺度，通常用mm或mn表示。对于一个球形颗粒，粒度是单一的参数：直径D。然而，随之颗粒形状的复杂，近使用一个参数是不能表示粉末颗粒的尺寸，需要的粒度参数也增加。对于以个形状不规则的颗粒，粉末尺寸可以用投影高度H（任意）、最大长度M、水平宽度W、相

2、等体积球的直径或具有相等表而积球的直径D来表达。这些表示颗粒粒径的方法称为等效粒径。表1为用不同等效粒径來表示某一不规则粉末颗粒的粒度。表1不同等效粒径显示某一颗粒粒度测量符号值mm投影高度H1.00投影宽度W0.72最大长度M1.03投影面积Da0.76表面积Ds1.45体积Dv0.95由于组成粉末的无数颗粒一般粒径不同，故又用具有不同粒径的颗粒占全部粉末的百分含量表示粉末的粒度组成，又称粒度分布。但是通常所说的粉末粒度包含粉末平均粒度的意义，也就是粉末的某种统计性平均粒径。1.2粒度基准用长、宽、高三维尺寸的某种平均值来度量，称为几何学粒径。由于测量颗粒的几何尺T非常麻烦，计算几何学平均

3、径也较繁琐，因此又有通过测定粉末的沉降速度、比表面积、光波衍射或散射等性质，而用当量或名义直径表示粒度的方法。可以采用下面四种粒径基准。1）几何学粒径dg:用显微镜按投影几何学原理测得的粒径称投影径。2）当量粒径山：利用沉降法、离心法或水力学方法（风筛法、水簸法）测得的粉末粒度，称为当量粒径。当量粒径中有一种斯托克斯径，其物理意义是与被测粉末具有相同沉降速度且服从斯托克斯定律的同质球形粒子的直径。由于粉末的实际沉降速度还受颗粒形状和表而状态的影响，故形状复杂、表面粗糙的粉末，其斯托克斯径总是比按体积计算的几何学名义径小。3）比表面积粒径dsP:利用吸附法、透过法和润湿热法测定粉末的比表面，再换

4、算成異有相同比表面值的均匀球形颗粒的直径，称为比表面积径，dsp=6Svo4）衍射粒径山对于粒度接近电磁波波长的粉末，基于光与电磁波（如X光等）的衍射现象所测得的粒径称为衍射粒径。1.3粒度分布基准粉末粒度组成是指不同粒径的颗粒在粉末总量中所占的百分数，可以用某种统计分布曲线或统计分布函数描述。粒度的统计分布可以选择四种不同的基准，实际应用的是频度分布和质量基准分布。1）个数基准分布：以每一粒径间隔内的颗粒数占全部颗粒总数Zn的百分数表示，又称频度分布。2）长度基准分布：以每一粒径间隔内的颗粒总长度占全部颗粒的长度总和EnD的百分数表示。3）面积基准分布：以每一粒径间隔内的颗粒总表面积占全部颗

5、粒的表面积总和ZnD2的百分数表示。4）质量基准分布：以每一粒径间隔内的颗粒总质量占全部颗粒的质量总和EnD3的百分数表示。表2是某一种粉末的粒度的频度分布统计表，如果用各粒级的频度f,（%）除以该粒级的间隔Au（表2中为lum），则得到相对相对频度，单位是％/1101。以相对频度对平均粒径作图得到图2,为相对频度分布曲线。表2中累计百分数代表包括某一粒级在内的小于该粒级的颗粒的百分含量，对平均粒径作图得到图2负累计分布曲线。累计分布曲线上对应50%的粒径称中位径。该曲线斜率最大的地方对应多数径的尺寸。表2频度分布统计表级别粒级间隔平均粒径颗粒败个数百分数番积百分数pm/zm（頻度）f“％%1

6、1.0-2.01.5393.93.922.0〜3.02-5717.111.033.0〜4.03.58«8.819.844.0〜5.04-514214.234.055.0〜6.05.517317.351.366.0-7.06.521821.873.177.0—8.07.515115-188.288.0〜9.08.57S7.896-099.0—10.09.5•323.299.21010.0〜11.010.580.8100总计N=1000阁1频度分布曲线图2累计分布曲线2粒度测定技术根据粒径的四种基准，可以将粒度测定方法分成四大类，如表3所示。表3粒度测定主要方法一览表粒径基准方法名称测量范围/gm

7、粒度分布基准几何学粒径筛分法>40质量分布光学显微镜500〜0.2个数分布电子显微镜10〜0.1同上电阻（库尔特）500〜0.5同上当量粒径重力沉降20〜1同上离心沉降10〜0.05冋上比浊沉降50〜0.05同上气体沉降50〜1.0同上风筛40〜15同上水筛40〜5同上扩散0.5〜0.001同上比表面粒径吸附（气体）20〜0.001比表面积平均径透过（气体）50〜0.2同上湿润热10〜0.001同