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粒度分布是所有應(yīng)用領(lǐng)域中Z受關(guān)注的一項指標

 更新時間:2015-08-25  點擊量:2649

粒度測試,是通過特定的儀器和方法對粉體粒度特性進行表征的一項實驗工作。粉體在我們?nèi)粘I詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛。如面粉核心技術體系、水泥、塑料、造紙也逐步提升、橡膠合作、陶瓷發展目標奮鬥、藥品等等自動化裝置。在的不同應(yīng)用領(lǐng)域中,對粉體特性的要求是各不相同的規劃,在所有反映粉體特性的指標中關規定,粒度分布是所有應(yīng)用領(lǐng)域中受關(guān)注的一項指標。所以客觀真實地反映粉體的粒度分布是一項非常重要的工作應用前景。下面具體講一下關(guān)于粒度測試方面的基知識和基本方法指導。
  顆粒  在一尺寸范圍內(nèi)具有特定形狀的幾何體兩個角度入手。這里所說的一尺寸一般在毫米到納米之間關註點,顆粒不僅指固體顆粒,還有霧滴進入當下、油珠等液體顆粒安全鏈。 粉休  由的不同尺寸的顆粒組成的顆粒群。 粒度  顆粒的大小叫做顆粒的粒度預下達。 粒度分布  用特定的儀器和方法反映出的不同粒徑顆粒占粉體總量的百分數(shù)。有區(qū)間分布和累計分布兩種形式資料。區(qū)間分布又稱為微分分布或頻率分布自動化,它表示一系列粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量。累計分布也叫積分分布集成,它表示小于或大于某粒徑顆粒的百分含量規模最大。 粒度分布的表示方法 £P註度、?nbsp;表格法:用表格的方法將粒徑區(qū)間分布、累計分布一一列出的方法重要手段。
   》€中求進、?nbsp;圖形法:在直角標系中用直方圖和曲線等形式表示粒度分布的方法。
   〔徽鄄豢?、?nbsp;函數(shù)法:用數(shù)學函數(shù)表示粒度分布的方法再獲。這種方法一般在理論研究時用。如的Rosin-Rammler分布就是函數(shù)分布最深厚的底氣。 粒徑和等效粒徑  粒徑就是顆粒直徑敢於挑戰。這概念是很簡單明確的,那么什么是等效粒徑呢應用擴展,粒徑和等效粒徑有什么關(guān)系呢過程中?我們知道,只有圓球體才有直徑建立和完善,其它形狀的幾何體是沒有直徑的特征更加明顯,而組成粉體的顆粒又絕大多數(shù)不是圓球形的,而是各種各樣不規(guī)則形狀的啟用,有片狀的、針狀的、多棱狀的等等進一步意見。這些復雜形狀的顆粒從理論上講是不能直接用直徑這個概念來表示它的大小的重要部署。而在實際工作中直徑是描述一個顆粒大小的直觀、簡單的一個量產業,我們又希望能用這樣的一個量來描述顆粒大小數字技術,所以在粒度測試的實踐中的我們引入了等效粒徑這個概念。
    等效粒徑是指當一個顆粒的某一物理特性與同質(zhì)的球形顆粒相同或相近時工具,我們就用該球形顆粒的直徑來代表這個實際顆粒的直徑尤為突出。那么這個球形顆粒的粒徑就是該實際顆粒的等效粒徑。等效粒徑具體有如下幾種:
   ∈袌鲩_拓、?nbsp;等效體積徑:與實際顆粒體積相同的球的直徑標準。一般認為激光法所測的直徑為等效體積徑。
   ≈匾饬x、?nbsp;等效沉速徑:在相同條件下與實際顆粒沉降速度相同的球的直徑規則製定。沉降法所測的粒徑為等效沉速徑,又叫Stokes徑引領。
   ”憩F明顯更佳、?nbsp;等效電阻徑:在相同條件下與實際顆粒產(chǎn)生相同電阻效果的球形顆粒的直徑。庫爾特法所測的粒徑為等效電阻徑。
   〖夹g先進、?nbsp;等效投進面積徑:與實際顆粒投進面積相同的球形顆粒的直徑示範。顯向鏡法和圖像法所測的粒徑大多是等效投影面積直徑。 表示粒度特性的幾個關(guān)鍵指標 √岣?、?nbsp;D50:一個樣品的累計粒度分布百分數(shù)達到50%時所對應(yīng)的粒徑發展基礎。它的物理意義是粒徑大于它的顆粒占50%,小于它的顆粒也占50%有很大提升空間,D50也叫中位徑或中值粒徑要求。D50常用來表示粉體的平均粒度。
   ∏闆r正常、?nbsp;D97:一個樣品的累計粒度分布數(shù)達到97%時所對應(yīng)的粒徑製度保障。它的物理意義是粒徑小于它的的顆粒占97%。D97常用來表示粉體粗端的粒度指標各領域。
    其它如D16顯示、D90等參數(shù)的定義與物理意義與D97相似。
   〉挠行侄?、?nbsp;比表面積:單位重量的顆粒的表面積之和共同努力。比表面積的單位為m2/kg或cm2/g。比表面積與粒度有一定的關(guān)系真正做到,粒度越細發展邏輯,比表面積越大,但這種關(guān)系并不一定是正比關(guān)系追求卓越。 粒度測試的重復性  同一個樣品多次測量結(jié)果之間的偏差發展機遇。重復性指標是衡量一個粒度測試儀器和方法好壞的重要的指標。它的計算方法是:
    其中性能,n為測量次數(shù)(一般n>=10);
    x i為每次測試結(jié)果的典型值(一般為D50值);
    x為多次測試結(jié)果典型值的平均值支撐能力;
    σ為標準差產品和服務;
    δ為重復性相對誤差。
    影響粒度測試重復性有儀器和方法本身的因素協同控製;樣品制備方面的因素不斷創新;環(huán)境與操作
    方面的因素等。粒度測試應(yīng)具有良好的重復性是對儀器和操作人員的基本要求體驗區。 粒度測試的真實性  通常的測量儀器都有性方面的指標去突破。由于粒度測試的特殊性,通常用真實性來表示性方面的含義提供了遵循。由于粒度測試所測得的粒徑為等效粒徑,對同一個顆粒全面協議,不同的等效方法可能會得到不同的等效粒徑。
    可見堅持先行,由于測量方法不同,同一個顆粒得到了兩個不同的結(jié)果增幅最大。也就是說具體而言,一個不規(guī)則形狀的顆粒,如果用一個數(shù)值來表示它的大小時滿意度,這個數(shù)值不是*的奮戰不懈,而是有一系列的數(shù)值。而每一種測試方法的都是針對顆粒的某一個特定方面進行的智慧與合力,所得到的數(shù)值是所有能表示顆粒大小的一系列數(shù)值中的一個規定,所以相同樣品用不同的粒度測試方法得到的結(jié)果有所不同的是客觀原因造成的。顆粒的形狀越復雜措施,不同測試方法的結(jié)果相差越大示範推廣。但這并不意味著粒度測試結(jié)果可以漫無邊際,而恰恰應(yīng)具有一定的真實性,就是應(yīng)比較真實地反映樣品的實際粒度分布大大縮短。真實性目前還沒有嚴格的標準,是一個定性的概念開放要求。但有些現(xiàn)象可以做為測試結(jié)果真實性好壞的依據(jù)高質量。比如儀器對標準樣的測量結(jié)果應(yīng)在標稱值允許的誤差范圍內(nèi);經(jīng)粉碎后的樣品應(yīng)比粉粉碎前更細緊密相關;經(jīng)分級后的樣品的大顆粒含量應(yīng)減少大幅增加;結(jié)果與行業(yè)標準或*的方法一致等。
  基本方法  粒度測試的方法很多指導,具統(tǒng)計有上百種可以使用。目前常用的有沉降法、激光法更好、篩分法基石之一、圖像法和電阻法五種,另外還有幾種在特定行業(yè)和領(lǐng)域中常用的測試方法安全鏈。 沉降法  沉降法是根據(jù)不同粒徑的顆粒在液體中的沉降速度不同測量粒度分布的一種方法行業分類。它的基本過程是把樣品放到某種液體中制成一定濃度的懸浮液,懸浮液中的顆粒在重力或離心力作用下將發(fā)生沉降增持能力。不同粒徑顆粒的沉降速度是不同的應用領域,大顆粒的沉降速度較快,小顆粒的沉降速度較慢提高鍛煉。那么顆粒的沉降速度與粒徑有怎樣的數(shù)量關(guān)系統籌推進,通過什么方式反映顆粒的沉降速度呢行業內卷?
    ① Stokes定律:在重力場中科普活動,懸浮在液體中的顆粒受重力凝聚力量、浮力和粘滯阻力的作用將發(fā)生運動,其運動方程為:
    這就是Stokes定律逐漸完善。
    從Stokes 定律中我們看到,沉降速度與顆粒直徑的平方成正比。比如兩個粒徑比為1:10的顆粒了解情況,其沉降速度之比為1:100參與能力,就是說細顆粒的沉降速度要慢很多。為了加快細顆粒的沉降速度長期間,縮短測量時間新的力量,現(xiàn)代沉降儀大都引入離心沉降方式。在離心沉降狀態(tài)下是目前主流,顆粒的沉降事度與粒度的關(guān)系如下:
    這就是Stokes定律在離心狀態(tài)下的表達式分享。由于離心轉(zhuǎn)速都在數(shù)百轉(zhuǎn)以上,離心加速度ω2r遠遠大于重力加速度g更多可能性,Vc>>V深刻變革,所以在粒徑相同的條件下,離心沉降的測試時間將大大縮短分析。
   ≈陵P重要、?nbsp;比爾定律:
    如前所述,沉降法是根據(jù)顆粒的沉降速度來測試粒度分布的等地。但直接測量顆粒的沉降速度是很困難的產業。所以在實際應(yīng)用過程中是通過測量不同時刻透過懸浮液光強的變化率來間接地反映顆粒的沉降速度的。那么光強的變化率與粒徑之間的關(guān)系又是怎樣的呢共享應用?比爾是律告訴我們:
    設(shè)在T1工具、T2、T3情況較常見、……Ti時刻測得一系列的光強值I1<I2<I3……<Ii市場開拓,這些光強值對應(yīng)的顆粒粒徑為D1>D2>D3>……>Di,將這些光強值和粒徑值代入式(5)喜愛,再通過計算機處理就可以得到粒度分布了環境。 激光法  激光法是根據(jù)激光照射到顆粒后,顆粒能使激光產(chǎn)生衍射或散射的現(xiàn)象來測試粒度分布的保障。由激光器的發(fā)生的激光重要的角色,經(jīng)擴束后成為一束直徑為10mm左右的平行光。在沒有顆粒的情況下該平行光通過富氏透鏡后匯聚到后焦平面上體製。如下圖所示:
    當通過適當?shù)姆绞綄⒁欢康念w粒均勻地放置到平行光束中時要落實好,平行光將發(fā)生散現(xiàn)象即將展開。一部分光將與光軸成一定角度向外傳播。如下圖:
    那么相對簡便,散射現(xiàn)象與粒徑之間有什么關(guān)系呢創新科技?理論和實驗都證明:大顆粒引發(fā)的散射光的角度小,顆粒越小特性,散光與軸之間的角度就越大迎來新的篇章。這些不同角度的散射光通過富姓氏透鏡后在焦平面上將形成一系列有不同半徑的光環(huán),由這些光環(huán)組成的明暗交替的光斑稱為Airy斑不負眾望。Airy斑中包含著豐富粒度信息,簡單地理解就是半徑大的光環(huán)對應(yīng)著較小的粒徑交流研討;半徑小的光環(huán)對應(yīng)著較大的粒徑推動並實現;不同半徑的光環(huán)光的強弱,包含該粒徑顆粒的數(shù)量信息順滑地配合。這樣我們在焦平面上放置一系列的光電接收器更加完善,將由不同粒徑顆粒散射的光信號轉(zhuǎn)換成電信號,并傳輸?shù)接嬎銠C中上高質量,通過米氏散理論對這些信號進行數(shù)學處理保持競爭優勢,就可以得到粒度分布了。 篩分法  篩分法是一種傳統(tǒng)的粒度測試方法發展邏輯。它是使顆粒通過不同尺寸的篩孔來測試粒度的方案。篩分法分干篩和濕篩兩種形式,可以用單個篩子來控制單一粒徑顆粒的通過率發展機遇,也可以用多個篩子疊加起來同時測量多個粒徑顆粒的通過率創新延展,并計算出百分數(shù)。篩分法有手工篩、振動篩長效機製、負壓篩、全自動篩等多種方式聽得進。顆粒能否通過篩幾與顆粒的取向和篩分時間等素因素有關(guān)深入,不同的行業(yè)有各自的篩分方法標準。 電阻  電阻法又叫庫爾特法全技術方案,是由美國一個叫庫爾特的人發(fā)明的一種粒度測試方法基本情況。這種方法是根據(jù)顆粒在通過一個小微孔的瞬間,占據(jù)了小微孔中的部分空間而排開了小微孔中的導電液體特點,使小微孔兩端的電阻發(fā)生變化的原理測試粒度分布的研究。小孔兩端的電阻的大小與顆粒的體積成正比。當不同大小的粒徑顆粒連續(xù)通過小微孔時綠色化發展,小微孔的兩端將連續(xù)產(chǎn)生不同大小的電阻信號去創新,通過計算機對這些電阻信號進行處理就可以得到粒度分布了結論。如圖所示:
    用庫爾特法進行粒度測試所用的介質(zhì)通常是導電性能較好的生理鹽水。 顯微圖像法  顯微圖像法包括顯微鏡體系、CCD攝像頭(或數(shù)碼像機)足夠的實力、圖形采集卡、計算機等部分組成提高。它的基本工作原理是將顯微鏡放大后的顆粒圖像通過CCD攝像頭和圖形采集卡傳輸?shù)接嬎銠C中全面闡釋,由計算機對這些圖像進行邊緣識別等處理,計算出每個顆粒的投影面積結構,根據(jù)等效投影面積原理得出每個顆粒的粒徑適應性強,再統(tǒng)計出所設(shè)定的粒徑區(qū)間的顆粒的數(shù)量,就可以得到粒度分布了競爭力所在。
    由于這種方法單次所測到的顆粒個數(shù)較少能力建設,對同一個樣品可以通過更換視場的方法進行多次測量來提高測試結(jié)果的真實性。除了進行粒度測試之外情況,顯微圖像法還常用來觀察和測試顆粒的形貌。 其它顆粒度測試方法  除了上述幾種粒度測試方法以外,目前在生產(chǎn)和研究領(lǐng)域還常用刮板法堅持好、沉降瓶法開放要求、透氣法、超聲波法和動態(tài)光散射法等構建。
    (1) 刮板法:把樣品刮到一個平板的表面上緊密相關,觀察粗糙度,以此來評價樣品的粒度是否合格優勢領先。此法是涂料行業(yè)采用的一種方法經驗分享。是一個定性的粒度測試方法。
    (2) 沉降瓶法:它的原理與前后講的沉降法原理大致相同新技術。測試過程是首先將一定量的樣品與液體在500ml或1000l的量筒里配制成懸浮液培養,充分攪拌均勻后取出一定量(如20ml)作為樣品的總重量,然后根據(jù)Stokes定律計算好每種顆粒沉降時間趨勢,在固定的時刻分別放出相同量的懸浮液高效流通,來代表該時刻對應(yīng)的粒徑。將每個時刻得到的懸浮液烘干、稱重后就可以計算出粒度分布了有力扭轉。此法目前在磨料和河流泥沙等行業(yè)還有應(yīng)用。
    (3) 透氣法:透氣法也叫弗氏法深入。先將樣品裝到一個金屬管里并壓實形式,將這個金屬管安裝到一個氣路里形成一個閉環(huán)氣路。當氣路中的氣體流動時一站式服務,氣體將從顆粒的縫隙中穿過功能。如果樣品較粗前沿技術,顆粒之間的縫隙就大,氣體流邊所受的阻礙就蟹e極性∩钊虢涣?;樣品較細,顆粒之間的縫隙就小性能,氣體流動所受的阻礙就大動力。透氣法就是根據(jù)這樣一個原理來測試粒度的。這種方法只能得到一個平均粒度值方案,不能測量粒度分布長期間。這種方法主要用在磁性材料行業(yè)。
    (4) 超聲波法:通過不同粒徑顆粒對超聲波產(chǎn)生不同的影響的原理來測量粒度分布的一種方法技術研究。它可以直接測試固液比達到70%的高濃度漿料異常狀況。這種方法是一種新的技術(shù),目前國內(nèi)外都有人進行研究的積極性,據(jù)說國外已經(jīng)有了儀器,國內(nèi)目前還沒有深刻變革。
    (5) 動態(tài)光散射法:前面所講的激光散射法可以理解為靜態(tài)光散射法高效。當顆粒小到一定的程度時,顆粒在液體中受布朗運動的影響至關重要,呈一種隨機的運動狀態(tài)質量,其運動距離與運動速度與顆粒的大小有關(guān)。通過相關(guān)技術(shù)來識別這些顆粒的運動狀態(tài)表示,就可以得到粒度分布了不久前。動態(tài)光散射法,主要用來測量納米材料的粒度分布質生產力。國外已有現(xiàn)成的儀器機構,國內(nèi)目前還沒有。
  現(xiàn)狀  我國粒度測試技術(shù)研究工作起步于70年代提升行動。在80年代初成立了中國顆粒學會更適合,由中國科學院院士郭慕孫教授擔任理事長,下設(shè)顆粒制備交流、顆粒測試引人註目、氣溶膠、納米材料等委員會等溝通協調。顆粒學會的成立不僅對顆粒測試技術(shù)的研究起到了促進作用拓展,還推動了產(chǎn)業(yè)化的進程,之后陸續(xù)有國產(chǎn)的粒度儀投放市場活動。經(jīng)過近20年的發(fā)展,目前粒度儀器的生產(chǎn)廠家有十余家創造更多,2002年產(chǎn)銷量預計達 500臺套以上,國產(chǎn)粒度儀的*在80%以上探索創新。不僅結(jié)束了80年代以前粒度儀器幾乎全部依賴進口的歷史開展,還有一定量的出口。國產(chǎn)粒度儀的主要性能指標達到了國外90年代初中期水平前來體驗。 國內(nèi)主要粒度儀生產(chǎn)廠家及代表儀器

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2.丹東市百特儀器有限公司 BT-9300激光粒度儀BT-1500離心沉降粒度儀BT-2000掃描沉降式粒度儀BT-3000圓盤超細粒度儀
3. 丹東市恒宇儀器有限公司 HYL-1076 激光粒度分布儀HYL-1080 激光粒度分布儀HYL-2076 全自動激光粒度儀HYL-2080 全自動激光粒度儀
4. 濟南微納儀器公司 JL9300激光粒度儀Winner2000激光粒度儀Winner99圖像儀
5.南京化工大學 便攜式沉降粒度儀
6.珠海歐美克儀器有限公司 LS800激光粒度儀LS-POPⅢ激光粒度儀電阻法粒度儀圖像法粒度儀
7.四川精新儀器有限公司 JL-1155激光粒度儀JL-1166激光粒度儀LX-2000圖像粒度儀

8.南京地理與湖泊研究所 全自動振篩機
9. 天津大學 激光滴譜儀(測液體霧滴)
10. 上海理工大學 激光粒度儀 國外部分粒度儀器生產(chǎn)廠家及儀器 

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