激光光散射法测量颗粒的粒度分布_2015年版_1

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1、实验四激光光散射法测量颗粒的粒度分布一、实验目的1、掌握粒度分布的基本表示方法和特征粒径的概念；2、了解光散射的一般规律；3、掌握光散射法测量颗粒粒度的基本原理和适用的粒度范围；4、掌握BT-9300ST型激光粒度分布仪的使用方法。二、预习要求认真阅读实验讲义和相关参考资料，理解衍射散射理论和Mie散射理论测量颗粒粒度分布的基本原理及其适用范围，掌握粒度分布的基本表示方法，对实验中所要使用的激光粒度分布仪的操作方法有一个初步的认识，选择好适合待测CaCO3样品的分散介质和分散剂。三、实验所需仪器设备和试剂BT-93

2、00ST型激光粒度分布仪；超声波发生器；焦磷酸钠；蒸馏水；待测CaCO3样品。四、实验原理1、粒径与粒度分布的概念和表示方法(1)粒径的定义与粒度分布的概念粒径和粒度分布是粉体材料（颗粒群）最基本、最重要的技术指标之一。所谓粒径，就是颗粒的直径、大小或尺寸。现实的粉体颗粒，如滑石粉、碳酸钙、水泥等颗粒，其形状是不规则的，粒径如何描述？实际上，迄今为止的任何一种粒度测量仪器，都是用现实颗粒同圆球颗粒相比较的方法测量颗粒大小的，即“如果颗粒是个圆球，那么它应该是（等效于）这么大”。粒径的科学定义如下：当被测颗粒的某种物

3、理特性或物理行为与某一直径的同质球体（或其组合）最相近时，就把该球体的直径（或其组合）作为被测颗粒的等效粒径（或粒度分布）。不同原理的仪器，选择颗粒不同的与其大小相关的物理性质或行为来度量其大小，例如，激光粒度仪选择颗粒对光的散射特性，沉降仪选择颗粒在液体中的沉降特性，筛分法选择颗粒能否通过筛孔，等等。由于不同仪器选择同一颗粒不同的物理性质作为等效时的参考量，因此用它们测量同一不规则颗粒时，结果可能是不同的。有时甚至同一种原理的仪器，测试条件不同，结果也可能不同，例如，筛分测量的结果同振筛的时间有关。粒径用来描述一

4、个颗粒的大小。一种粉体样品的各个颗粒，大小互不相同，这时要用粒度分布才能较全面地描述样品颗粒的整体大小。粒度分布是指粉体样品中各种大小的颗粒占颗粒总数的比例。粒度分布最常见的表示方法是表格或曲线，分别称为粒度分布表和粒度分布曲线。在没有特别说明时，一般粒度分析仪给出的粒度分布为重量（体积）分布。表1给出了一个粒度分布表的实例，其中1、4、7列表示粒径，2、5、8列表示微分分布，3、6、9列表示累积分布。其中阴影覆盖部分表示粒径在5.18m（上一行）至6.37m之间的颗粒的重量占样品总重量的10.27%（微分分布

5、），粒径小于6.37m的颗粒的重量占样品总重量的38.68%（由小到大的累积分布）。图1是与表1相对应的粒度分布曲线。粒度分布表给出的是详尽的定量数据，粒度分布曲线则以形象、直观的方式给出了粒度分布。4-1表1粒度分布表示例粒径微分分布累积分布粒径微分分布累积分布粒径微分分布累积分布（m）（%）（%）（m）（%）（%）（m）（%）（%）0.100.000.001.831.494.7933.580.08100.000.120.010.012.262.206.9941.340.00100.000.150.020

6、.032.783.0810.0750.880.00100.000.190.030.053.424.3314.4162.630.00100.000.230.030.084.215.9920.4077.090.00100.000.280.050.135.188.0128.4194.890.00100.000.350.080.216.3710.2738.68116.800.00100.000.430.110.327.8512.5751.25143.770.00100.000.530.160.489.6613.8565.1

7、0176.960.00100.000.650.230.7111.8913.5278.62217.820.00100.000.800.341.0514.6310.9489.57268.110.00100.000.980.481.5318.016.7996.36330.010.00100.001.210.732.2522.172.8699.22406.210.00100.001.491.043.3027.280.7099.92500.000.00100.00图1粒度分布曲线及中位径和边界粒径(2)特征粒径粒度分布可以比

8、较完整、详尽地描述一个粉体样品的粒度大小，但是由于数据量较大，因而不能一目了然。在大多数实际应用场合，只要确定了样品的平均粒径和粒度分布范围，样品的粒度情况也就大体确定了。我们把用来描述平均粒径和粒度分布范围的参数称为特征粒径。(a)平均粒径平均粒径D(p,q)的一般定义如下：4-2mpniDii1D(p,q)(4.1)mqniDii1其中ni表示