粒度分布的測試學(xué)習(xí)教案

1、粒度粒度(l d)分布的測試分布的測試第一頁，共29頁。概述概述 由于顆粒由于顆粒(kl)(kl)的形狀多為不規(guī)則體，因的形狀多為不規(guī)則體，因此用一個數(shù)此用一個數(shù)值去描述一個三維幾何體的大小是不可能的。值去描述一個三維幾何體的大小是不可能的。 對于一個形狀極其復(fù)雜的顆粒對于一個形狀極其復(fù)雜的顆粒(kl)(kl)來說，來說，用一個用一個數(shù)值去直接描述它們的大小就更不可能了。那數(shù)值去直接描述它們的大小就更不可能了。那么，怎樣僅用一個數(shù)值描述一個顆粒么，怎樣僅用一個數(shù)值描述一個顆粒(kl)(kl)的的大??？大??？這是粒度測試的基本問題。這是粒度測試的基本問題。 取樣方法取樣方法測試方法的種類測試方法

2、的種類 篩分篩分(shi fn)(shi fn)法法(sieving method)(sieving method) 顯微鏡法顯微鏡法(microscopic method)(microscopic method) 庫爾特計數(shù)法（庫爾特計數(shù)法（coulter counter methodcoulter counter method） 沉降法（沉降法（sedimentation methodsedimentation method） 空氣透過法空氣透過法 氣體吸附法氣體吸附法課外課外: 粒度分布粒度分布(fnb)的測試的測試粒度分布的測試粒度分布的測試第1頁/共29頁第二頁，共29頁。粒度(l

3、d)測量方法及其選擇篩析法篩析法讓粉體試樣通過一系列不同篩孔的標(biāo)準(zhǔn)篩，將其分離成讓粉體試樣通過一系列不同篩孔的標(biāo)準(zhǔn)篩，將其分離成若干個粒級，分別若干個粒級，分別(fnbi)稱重，求得以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表稱重，求得以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示的粒度分布。適用于示的粒度分布。適用于0.02100mm之間的粒度分布。之間的粒度分布。電沉積篩電沉積篩(微孔篩微孔篩)可達(dá)可達(dá)0.005mm。n電沉積篩電沉積篩n絲網(wǎng)篩絲網(wǎng)篩第2頁/共29頁第三頁，共29頁。將幾個篩子按篩孔大小的次序從上到下疊置起來，篩孔尺寸最大將幾個篩子按篩孔大小的次序從上到下疊置起來，篩孔尺寸最大的放在最上面，篩孔尺寸最小的放在最下面，底下放一無孔的底

4、的放在最上面，篩孔尺寸最小的放在最下面，底下放一無孔的底盤。將稱量過的顆粒樣品放在上部篩子上，有規(guī)則地?fù)u動一定時盤。將稱量過的顆粒樣品放在上部篩子上，有規(guī)則地?fù)u動一定時間，較小的顆粒通過各個篩的篩孔依次往下落間，較小的顆粒通過各個篩的篩孔依次往下落(xilu)(xilu)。對各層。對各層篩網(wǎng)上的顆粒計量，即得篩分分析的基本數(shù)據(jù)。篩網(wǎng)上的顆粒計量，即得篩分分析的基本數(shù)據(jù)。篩析操作完成，應(yīng)檢查各粒級的質(zhì)量總和與取樣量的差值（損篩析操作完成，應(yīng)檢查各粒級的質(zhì)量總和與取樣量的差值（損失），不應(yīng)超過失），不應(yīng)超過1 12%2%。第3頁/共29頁第四頁，共29頁。粒度(l d)測量方法及其選擇粒度分布的標(biāo)

5、準(zhǔn)樣品對篩子定期粒度分布的標(biāo)準(zhǔn)樣品對篩子定期檢查檢查(玻璃球玻璃球)；校驗過的篩子和；校驗過的篩子和工作篩對同一種粉體樣品進(jìn)行篩工作篩對同一種粉體樣品進(jìn)行篩析對比，然后析對比，然后(rnhu)修正。修正。第4頁/共29頁第五頁，共29頁。粒度(l d)測量方法及其選擇顯微鏡法顯微鏡法顯微鏡是唯一可以觀察顯微鏡是唯一可以觀察(gunch)和測量單個顆粒的方和測量單個顆粒的方法，是測量粒度的最基本方法。法，是測量粒度的最基本方法。標(biāo)定其他方法。標(biāo)定其他方法。光學(xué)顯微鏡：光學(xué)顯微鏡：0.3200m；透射電子顯微鏡：透射電子顯微鏡：1nm5m；掃描電子顯微鏡：掃描電子顯微鏡：10nm。顯微鏡法測量的樣

6、品量極少，取顯微鏡法測量的樣品量極少，取樣和制樣時，要保證樣品有充分樣和制樣時，要保證樣品有充分的代表性和良好的分散性。的代表性和良好的分散性。第5頁/共29頁第六頁，共29頁。粒度(l d)測量方法及其選擇第6頁/共29頁第七頁，共29頁。粒度(l d)測量方法及其選擇等粘性液體。第7頁/共29頁第八頁，共29頁。粒度(l d)測量方法及其選擇輕擊載片，使顆粒均勻落到膜上制成樣品；支持膜的材料和厚度(1020nm)應(yīng)保證對電子束基本上是可穿透的，并具有(jyu)足夠的強度。第8頁/共29頁第九頁，共29頁。粒度(l d)測量方法及其選擇到一個(y )備有標(biāo)尺或幾何圖形的屏幕上，通過對比確定粒

7、度。第9頁/共29頁第十頁，共29頁。粒度(l d)測量方法及其選擇電傳感法電傳感法庫爾特計數(shù)器庫爾特計數(shù)器將被測粉體分散在電解質(zhì)溶液中，在將被測粉體分散在電解質(zhì)溶液中，在該導(dǎo)電液中置一開小孔的隔板該導(dǎo)電液中置一開小孔的隔板( bn)，并將兩個電極分別于小孔兩側(cè)，并將兩個電極分別于小孔兩側(cè)插入導(dǎo)電液中。在壓差作用下，顆粒插入導(dǎo)電液中。在壓差作用下，顆粒隨導(dǎo)電液逐個通過小孔。每個顆粒通隨導(dǎo)電液逐個通過小孔。每個顆粒通過小孔時產(chǎn)生的電阻變化表現(xiàn)為與顆過小孔時產(chǎn)生的電阻變化表現(xiàn)為與顆粒體積或直徑成正比的電壓脈沖。粒體積或直徑成正比的電壓脈沖?？讖娇讖紻0=15200mNaOH、Na3PO40.510

8、00m 數(shù)萬個顆粒數(shù)萬個顆粒/分鐘分鐘第10頁/共29頁第十一頁，共29頁。粒度(l d)測量方法及其選擇第11頁/共29頁第十二頁，共29頁。粒度(l d)測量方法及其選擇n離心離心(lxn)沉沉降降n重力重力(zhngl)沉降沉降n離心沉離心沉降降第12頁/共29頁第十三頁，共29頁。粒度(l d)測量方法及其選擇第13頁/共29頁第十四頁，共29頁。第14頁/共29頁第十五頁，共29頁。第15頁/共29頁第十六頁，共29頁。第16頁/共29頁第十七頁，共29頁。1.1.4 粒度分布粒度分布(fnb)的測試的測試幾種幾種(j zhn)(j zhn)測試測試方法的比較方法的比較第17頁/共2

9、9頁第十八頁，共29頁。測量方法的選擇測量方法的選擇對于對于(duy)同一種樣品，不同方法測量的同一種樣品，不同方法測量的結(jié)果不同。這是由于測量或計算的結(jié)果不同。這是由于測量或計算的D的定的定義本來就不同，或是分散狀態(tài)不同義本來就不同，或是分散狀態(tài)不同應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)的應(yīng)用場合來選擇。應(yīng)根據(jù)數(shù)據(jù)的應(yīng)用場合來選擇。氣相反應(yīng)的催化劑氣相反應(yīng)的催化劑氣體吸附法測量比氣體吸附法測量比表面積表面積造濾板的粉末材料造濾板的粉末材料透過法測比表面積透過法測比表面積感光底片用鹵化銀溶膠顆粒大小感光底片用鹵化銀溶膠顆粒大小光學(xué)光學(xué)法法水文地質(zhì)學(xué)中砂石的沉降水文地質(zhì)學(xué)中砂石的沉降沉降法沉降法根據(jù)粒度性質(zhì)數(shù)據(jù)的用途和所測

10、樣品的粒根據(jù)粒度性質(zhì)數(shù)據(jù)的用途和所測樣品的粒度范圍選擇度范圍選擇根據(jù)被測顆粒本身存在的形式特點選擇根據(jù)被測顆粒本身存在的形式特點選擇準(zhǔn)確度和精密度，常規(guī)、非常規(guī)測試，儀準(zhǔn)確度和精密度，常規(guī)、非常規(guī)測試，儀器價格器價格第18頁/共29頁第十九頁，共29頁。概概 述述 顆粒的形狀是描述顆粒幾何特征的顆粒的形狀是描述顆粒幾何特征的重要參數(shù)，與顆粒的重要參數(shù)，與顆粒的大小具有同等重要的作用。顆粒的大大小具有同等重要的作用。顆粒的大小小粒徑只是在一粒徑只是在一維空間中描述顆粒的幾何特征，而顆維空間中描述顆粒的幾何特征，而顆粒的形狀則是指顆粒粒的形狀則是指顆粒在平面上的投影輪廓（二維）或表面在平面上的投影

11、輪廓（二維）或表面（三維）上各點所構(gòu)（三維）上各點所構(gòu)成的圖象。粉體的流動性、壓縮性能成的圖象。粉體的流動性、壓縮性能等力學(xué)特性，與顆粒等力學(xué)特性，與顆粒的形狀有著密切的聯(lián)系。根據(jù)粉體用的形狀有著密切的聯(lián)系。根據(jù)粉體用途途(yngt)(yngt)的不同，對顆粒的不同，對顆粒形形狀的要求也不同。狀的要求也不同。1.2 顆粒的形狀顆粒的形狀各個方向上具各個方向上具有相同的耐磨有相同的耐磨性性具有較高強度具有較高強度好的填充結(jié)構(gòu)好的填充結(jié)構(gòu)尖銳、耐磨尖銳、耐磨強度高，空隙強度高，空隙率大（易排氣）率大（易排氣）第19頁/共29頁第二十頁，共29頁。第20頁/共29頁第二十一頁，共29頁。第21頁/共

12、29頁第二十二頁，共29頁。形狀系數(shù)形狀系數(shù)粒徑相同的顆粒，形狀不相同，其表面積、體積也相同，粒徑相同的顆粒，形狀不相同，其表面積、體積也相同，因此，顆粒的表面積、體積與其粒徑之間的數(shù)量關(guān)系，因此，顆粒的表面積、體積與其粒徑之間的數(shù)量關(guān)系，在在一定的程度一定的程度(chngd)(chngd)上可以反映顆粒的形狀。另外，上可以反映顆粒的形狀。另外，顆粒的表面積顆粒的表面積、體積是與某一特征尺寸（粒徑）的平方、立方成正比、體積是與某一特征尺寸（粒徑）的平方、立方成正比的的，這個比例系數(shù)就可定義為顆粒的形狀系數(shù)。，這個比例系數(shù)就可定義為顆粒的形狀系數(shù)。注意：粒徑的定義和粒徑的測量方法注意：粒徑的定義

13、和粒徑的測量方法單個顆粒的形狀系數(shù)與整個顆粒群的形狀系數(shù)的區(qū)別。單個顆粒的形狀系數(shù)與整個顆粒群的形狀系數(shù)的區(qū)別。 形狀系數(shù)為一個修正系數(shù)，用來衡量實際顆粒與球形狀系數(shù)為一個修正系數(shù)，用來衡量實際顆粒與球形顆形顆粒不一致的程度粒不一致的程度(chngd)(chngd)。形狀指數(shù)形狀指數(shù)利用顆粒本身的各種粒徑以及表面積等數(shù)據(jù)利用顆粒本身的各種粒徑以及表面積等數(shù)據(jù)(shj)(shj)進(jìn)行進(jìn)行各種無因各種無因次的組合，或與球形顆粒進(jìn)行比較而定義的表示顆粒形狀次的組合，或與球形顆粒進(jìn)行比較而定義的表示顆粒形狀的各種指標(biāo)稱為形狀指數(shù)，其本身并不具有特定的物理意的各種指標(biāo)稱為形狀指數(shù)，其本身并不具有特定的物

14、理意義。根據(jù)不同的使用目的，可選擇相應(yīng)的形狀指數(shù)來表示義。根據(jù)不同的使用目的，可選擇相應(yīng)的形狀指數(shù)來表示顆粒的形狀。常用的形狀指數(shù)有：顆粒的形狀。常用的形狀指數(shù)有： 第22頁/共29頁第二十三頁，共29頁。設(shè)顆粒的粒徑為設(shè)顆粒的粒徑為Dp, Dp, 定義定義(dngy)(dngy)：顆粒的表面積：顆粒的表面積 S=sDp2 S=sDp2 ；顆粒的體積顆粒的體積 V =V Dp3 V =V Dp3 ，則，則 2/psDS表面積形狀系數(shù)表面積形狀系數(shù)s s與與的差別表征的差別表征(bio zhn)(bio zhn)顆粒形狀對球形的偏離。對顆粒形狀對球形的偏離。對于于球，球， s= s= ；對于立方

15、體；對于立方體s= 6s= 6。 體積形狀系數(shù)體積形狀系數(shù)3/pvDVv v與與/6/6的差別表征顆粒形狀對球形的偏離的差別表征顆粒形狀對球形的偏離(pinl)(pinl)。對對于球，于球， s= /6s= /6；對于立方體；對于立方體s= 1s= 1。第23頁/共29頁第二十四頁，共29頁。比表面積形狀系數(shù)比表面積形狀系數(shù) 卡門形狀系數(shù)卡門形狀系數(shù)/6c32/pvpsvDDVSSppvpsvDDDS/32與與6 6的差別表征顆粒的差別表征顆粒(kl)(kl)形狀對球形的偏離。對形狀對球形的偏離。對于于球，球， = 6= 6。 幾何體的形狀系數(shù)幾何體的形狀系數(shù)第24頁/共29頁第二十五頁，共2

16、9頁。第25頁/共29頁第二十六頁，共29頁。1 1 均齊度均齊度 均齊度又稱為均齊度又稱為(chn wi)(chn wi)比率，是利用顆粒的比率，是利用顆粒的三軸徑三軸徑l l 、b b 、t t而導(dǎo)出的最簡單的形狀指數(shù)。而導(dǎo)出的最簡單的形狀指數(shù)。長短度長短度 = = 長徑長徑 / / 短徑短徑 = l / b = l / b （11）扁平度扁平度 = = 短徑短徑 / / 高度高度 = b / t = b / t （11）Zingg Zingg 指數(shù)指數(shù) F = F = 長短度長短度 / / 扁平度扁平度 = l t / b2 = l t / b2 2 2 體積充滿度體積充滿度 fv fv

17、又稱為容積又稱為容積(rngj)(rngj)系數(shù)，是顆粒的外接長方體系數(shù)，是顆粒的外接長方體的體積與其本身的體積的體積與其本身的體積V V之比，即：之比，即：fv = l b t / V fv = l b t / V （11）顯然，顯然，fv1fv1，而且，而且fvfv越接近于越接近于1 1，則表示顆粒越接近于，則表示顆粒越接近于長方體，故體積充滿度可以表示顆粒接近于長方體的程長方體，故體積充滿度可以表示顆粒接近于長方體的程度。這個指數(shù)可用作磨料顆?？顾榱训幕鶞?zhǔn)。度。這個指數(shù)可用作磨料顆?？顾榱训幕鶞?zhǔn)。 舒爾茨指數(shù)：舒爾茨指數(shù)：K = n l2 b 100 K = n l2 b 100 ，n

18、=100 / V n =100 / V ，表示表示 100 cm3 100 cm3 中的顆粒數(shù)。這個指數(shù)可用作評價鋪路中的顆粒數(shù)。這個指數(shù)可用作評價鋪路碎石的形狀，碎石的形狀，K K值越小越好；還可用于表示高爐燒結(jié)塊值越小越好；還可用于表示高爐燒結(jié)塊的形狀。的形狀。3 3 面積面積(min j)(min j)充滿度充滿度 面積面積(min j)(min j)充滿度充滿度fbfb又稱為外形放大系又稱為外形放大系數(shù)，是顆粒投影的面積數(shù)，是顆粒投影的面積(min j)A(min j)A與其最小外接與其最小外接矩形的面積矩形的面積(min j)(min j)之比，即：之比，即：fb = A / l b

19、 fb = A / l b （11）面積面積(min j)(min j)充滿度可用于粉末冶金方面。充滿度可用于粉末冶金方面。第26頁/共29頁第二十七頁，共29頁。4 4 球形度球形度球形度球形度表示顆粒接近于球體的程度，其定義為：表示顆粒接近于球體的程度，其定義為： = = （與顆粒體積（與顆粒體積(tj)(tj)相等的球體的相等的球體的表面積）表面積） / /（顆粒的表面積）（顆粒的表面積） （11） 對于形狀不規(guī)則的顆粒，由于其表面積、體積對于形狀不規(guī)則的顆粒，由于其表面積、體積(tj)(tj)的的測量非常困難，故常采用實用球形度測量非常困難，故常采用實用球形度ww，其定義為：，其定義為：w = (w = (與顆粒投影面積相等的圓的直徑與顆粒投影面積相等的圓的直徑) / () / (顆粒顆粒投影的最小外接圓的直徑投影的最小外接圓的直徑) ) （11）球形度常用于討論顆粒的流