第二讲 粉体的描述 第二讲 粉体的描述 粉体由大小不同的颗粒构成。 单分散(monodisperse)体系：颗粒粒度相等或近似相等 多分散(polydisperse)体系：颗粒粒度有一个分布范围 粒度分布范围越窄，分布的分散度越小，集中度越高 第二讲 粉体的描述 最直接的方法是将颗粒的组成情况表达出来——粒度组成。 粉体的粒度分布严格地说都是不连续的，但大多数粉体的粒度分布可以认为是连续的。 粒度组成——对粉体取样实际测定。 测量方法：将连续的粒度分布范围分成多个离散的粒级，测出各粒级中颗粒个数或质量百分数。 第二讲 粉体的描述 测量/描述方法：将连续的粒度分布范围分成多个离散的粒级    ，测出各粒级中颗粒的个数或质量百分数      。 显微镜法 计数器法 筛分析法 沉降法 数学函数法 第二讲 粉体的描述 粉体粒度分布的数学描述 粒度测量方法及其选择 粉体填充与堆积特性 粉体中颗粒间的附着力 粉体的湿润 粉体粒度分布的数学描述 分布函数可表示粒度分布状态 可用解析法求各种平均径、比表面积、单位质量的颗粒数等粉体特性 实际测定时，减少决定分布所需的测定次数 粉体粒度分布的数学描述 当△D 很微小因而 △f 很微小时，      称为分布函数或概率密度。            范围内的百分数             是归一到个数/质量百分数   为100%的分布函数 粉体粒度分布 实际粉体粒度分布取决与其生成条件，常见的三种分布： 正态分布 对数正态分布 Rosin-Rammler分布 粉体平均粒径 粉体粒度分布/正态分布 随机事件—— 偶然性、必然性 有统计规律的在某一常数附近摆动——正态分布 钟形对称曲线，统计学上称为高斯曲线 气溶胶、沉淀法制备的粉体 粉体粒度分布/正态分布 粉体粒度分布/正态分布 粉体粒度分布/正态分布 粉体粒度分布/对数正态分布 大多数情况的粉体和分散系都近似符合 频率分布曲线不对称，曲线顶峰偏于小粒度一侧，以lgD和lgσg分别代替正态分布中的D和σ，便可得到对数正态分布函数 粉体粒度分布/对数正态分布 粉体粒度分布/对数正态分布 粉体粒度分布/对数正态分布 对数正态分布概率纸 粉体粒度分布/对数正态分布 粉体粒度分布/对数正态分布 表1 某粉体颗粒尺寸的分布数据 粉体粒度分布/对数正态分布 粉体粒度分布/对数正态分布 粉体粒度分布/对数正态分布 粉体粒度分布/对数正态分布 粉体粒度分布/对数正态分布 粉体粒度分布/对数正态分布 粉体粒度分布/对数正态分布 粉体粒度分布/对数正态分布 粉体粒度分布/Rosin-Rammler分布 粉体粒度分布/Rosin-Rammler分布 粉体粒度分布/粉体平均粒径 粉体粒度分布/粉体平均粒径 粉体粒度分布/粉体平均粒径 粉体粒度分布/粉体平均粒径 粉体粒度分布/粉体平均粒径 粉体粒度分布/粉体平均粒径 粉体粒度分布/粉体平均粒径 粉体粒度分布/粉体平均粒径 粉体粒度分布/粉体平均粒径 粒度测量方法及其选择 粒度测量方法简介 粒度测量方法及其选择 粒度测量方法简介 粒度测量方法及其选择 粒度测量方法简介 粒度测量方法及其选择 粒度测量方法简介 常用的粒度测量方法： 粒度测量方法及其选择 筛分析 让粉体试样通过一系列不同筛孔的标准筛，将其分离成若干个粒级，分别称重，求得以质量百分数表示的粒度分布。适用于0.02～100mm之间的粒度分布。电成形筛(微孔筛)可达0.005mm。 粒度测量方法及其选择 粒度测量方法及其选择 筛分析 由于制造工艺的原因，出厂筛子筛孔尺寸难保一致；使用过程中变形导致筛孔尺寸不准——校准。 美国国家标准局建议出厂筛子用显微镜法校准，即依次测量5～10根金属丝直径，每次测量4次，取平均值。由单位长度上的金属丝数算出筛孔尺寸。 使用过程中的筛子，用一种已知粒度分布的标准样品对筛子定期检查(玻璃球)；校验过的筛子和工作筛对同一种粉体样品进行筛析对比，然后修正。 粒度测量方法及其选择 显微镜法 显微镜是唯一可以观察和测量单个颗粒的方法，是测量粒度的最基本方法。标定其他方法。 光学显微镜：0.3～200μm； 透射电子显微镜：1nm～5μm； 扫描电子显微镜： 10nm。 显微镜法测量的样品量极少，取样和制样时，要保证样品有充分的代表性和良好的分散性。  粒度测量方法及其选择 显微镜法 粒度测量方法及其选择 光学显微镜取样和制样 取0.5g粉体试样放在一块玻璃板上，多次的四分法达到0.01g。 置于洗净干燥的玻璃载片上，滴几滴分散液，再用刮勺或玻璃棒揉研，使样品分散，也可覆上另一载片后揉研。 分散液：蒸馏水、酒精、甲醇、丙酮、苯等挥发性液体；松节油、甘油、液体石蜡等粘性液体。 粒度测量方法及其选择 透射显微镜取样和制样 取火棉胶在醋酸戊酯中的溶液(1~5%)1～2滴置于静止的洁净水面上，铺展蒸干成支持膜；碳膜、钵膜和二氧化硅等用真空蒸镀法制备； 将制好的支持膜托在200目方孔或圆孔铜丝网上备用。再将已分散有颗粒的玻璃载片翻转过来，对着预制好的支持膜，用玻璃棒轻击载片，使颗粒均匀落到膜上制成样品； 支持膜的材料和厚度(10~20nm)应保证对电子束基本上是可穿透的，并具有足够的强度。 粒度测量方法及其选择 显微镜法 样品制备后即可用显微镜一个一个测定颗粒，求出统计平均径； 测定的颗粒数一般需几百个以上才有意义。 光学显微镜测量时，常在目镜中插入一块刻有标尺或几何图形的玻片，由人眼通过目镜直接观测；或将显微镜的颗粒图像/照片投影到一个备有标尺或几何图形的屏幕上，通过对比确定粒度。  粒度测量方法及其选择 光衍射法 粒度测量方法及其选择 光衍射法 粒度测量方法及其选择 光衍射法 粒度测量方法及其选择 光衍射法 粒度测量方法及其选择 消光法 测量经颗粒群散射和吸收后光强度在入射方向上的衰减   确定粒度      消光法和光衍射法为非接触测量，适合于气溶胶、液体中的分散系等的在线测量。 2nm～2mm。 粒度测量方法及其选择 电传感法——库尔特计数器 将被测粉体分散在电解质溶液中，在该导电液中置一开小孔的隔板，并将两个电极分别于小孔两侧插入导电液中。在压差作用下，颗粒随导电液逐个通过小孔。每个颗粒通过小孔时产生的电阻变化表现为与颗粒体积或直径成正比的电压脉冲。 孔径D0=15～200μm NaOH、Na3PO4 0.5～1000μm     数万个颗粒/分钟 粒度测量方法及其选择 电传感法—— 库尔特计数器 粒度测量方法及其选择 气体吸附法      表面结构  粒度测量方法及其选择 气体透过法 （详见《粉体技术导论》max.book118.com）  粒度测量方法及其选择 沉降法 原理与移液法测粒度 粒度测量方法及其选择 沉降法 凝聚良好时，由于沉降颗粒群的过滤作用A层澄清，AB界限明显；凝聚不佳时，因残留微粒子而成浑浊层，AB界限不明显。 B层是干扰沉降层，其浓度与悬浊液的初期浓度几乎相等，液体为 粒度测量方法及其选择 沉降法  粒度测量方法及其选择 测量方法的选择 对于同一种样品，不同方法测量的结果不同。这是由于测量或计算的D的定义本来就不同，或是分散状态不同 应根据数据的应用场合来选择。 气相反应的催化剂——气体吸附法测量比表面积 造滤板的粉末材料——透过法测比表面积 感光底片用卤化银溶胶颗粒大小——光学法 水文地质学中砂石的沉降——沉降法 根据粒度性质
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