粉体的性能表征之粒度及其分布_粉体资讯

粉体的性能表征之粒度及其分布

2019年11月08日发布分类：粉体加工技术点击量：5658

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粉体的表征主要包括，粒度及其分布、比表面积、团聚体的表征、显微镜结构分析、成分分析、表面分析、静态的表征、表面润湿性的表征及表面吸附类型、包覆量与包覆率的表征等。本期简述粉体粒度及其分布。

粉体(Powder)，就是大量固体粒子的集合体，它表示物质的一种存在状态，既不同于气体、液体，也不完全同于固体。

微粉或超细粉一般是粒径在100nm-10μm范围的多颗粒集合体。

粉体及制品

颗粒的微细化过程如下图

超细粉体构成特征：

1) 一次粒子: 普通电镜下放大倍数再增加，也只能看到具有明显轮廓的单个粒子。

2）二次或高次粒子：多个一次粒子（坚固的或松散的）聚集体（团聚体）

粉体TEM图

粒径 (粒度)和粒径 (粒度)分布

颗粒直径：粒径或粒度—以mm、μm、nm表示。

球形颗粒：颗粒的直径为粒径

非球形颗粒：当量直径为粒径（粒径是当被测颗粒的某种物理特性或物理行为与某一直径的同质球体(或组合)最相近时,就把该球体的直径(或组合)作为被测颗粒的等效粒径(或粒度分布) ）

表粒度测定方法

(A) 筛分析法

筛分析法——适合于40μm以上的粗粉

筛网标准——目数：筛网1英寸长度上的网孔数

1英寸=25.4mm=25.4×10³μm

标准筛

根据能通过筛子的“目”数，来判断粒子大小的方法。目= 孔数/英寸长度，不难计算得出，2500目即孔为5μm；625目即孔为20μm；400目即孔为38μm；如果某粉体粒径范围记为：（-400目+625目），说明：400目（38μm）>粉体粒径> 625目（20μm）筛分检测方法适用范围: 5000~38μm 。

特点: 简单, 结果比较粗糙。

（B) 沉降法: (液体沉降和气体沉降法)

重力沉降法:

颗粒下降时受的力：重力, 浮力, 阻力，不同粒径的粒子沉降一个高度H所用的时间不同。例如，Al₂O₃，10μm粒子下降25px大约一分钟；1μm粒子下降25px则需要2小时。

特点：适合于测量不大（<50μm ）不小（>1μm ）的粒子。

离心沉降法：

知道沉降所需时间t，就可从下面公式求出粒径d：

w：角速度；R₀和R_t分别为粒子离心前后的径向位置；

特点：与重力沉降法相比，离心沉降时间减小。可测小粒径粒子，粒子尺寸下限一般为0.1μm。

两种沉降法都只能测相同密度的粒子；重复性好。

（C）激光散射法（用激光粒度测定仪）

原理：依据米氏（Mie)光散射理论。

j光散射现象：

光行进中遇到颗粒（障碍物）时，将有部分偏离原来的传播方向：散射偏离的角度（散射角）与颗粒大小有关，粒子大散射角小，粒子小散射角反而大。

激光粒度仪的原理及结构图

从激光器发出的激光束经显微镜聚焦，针孔滤波和准直镜准直后,变成直径约10 mm的平行光束。该光束照射到待测的颗粒上，一部分光被散射，散射光经付里叶透镜后，照射到光电探测器阵列上，由于光电探测器处在付里叶透镜的焦平面上，因此探测器上的任一点都对应于某一确定的散射角，换句话说，即对应于某一尺寸大小的粒子。探测器将投射到其上面的散射光能线性的转换成电压，然后送给数据采集卡，卡将信号放大，再经A/D转换后送入计算机，即可列表或画图得到粉体的粒径的频率分布和积累分布。