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针状(晶须)粉体长径比测试方法简介
2015年08月05日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:8183
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对于粉体颗粒的长径比的定义是:经过颗粒内部的最长径,和与它相垂直的最长径之比,如下图所示:

D1:D2=长径比

 

此参数是表述针状粉体颗粒形貌的重要参数,用以判断针状粉体的性能具有较大的实用价值。

 

我们以最常见的针状粉体材料——硅灰石为例加以介绍。高附加值、深加工的硅灰石粉体最主要技术指标就是长径比。高长径比硅灰石(15∶1~20∶1)主要是作为增强功能填料,用于涂料、塑料和橡胶中以提高硬度、弯曲强度和撞击阻力,同时也可改进塑料电学性质,提高其热稳定性,增强抗腐蚀性和提高耐磨性。高长径比硅灰石还可替代石棉用于生产摩擦材料和绝缘材料。尽管国内外对高长径比硅灰石的需求量愈来愈多,加工的企业技术不断提高,但是目前国内外仍然没有统一的标准来测定硅灰石粉的平均长径比,国际上最大的硅灰石公司NYCO公司,也没有公开的测定标准。国内有某些文献提及用图像分析方法探讨测定硅灰石平均长径比,但都不是系统研究,也没有形成意见较为统一的硅灰石长径比测试国家或者行业标准。总体而言,早期常用的长径比测试手段,基本都是使用拍摄的静态针状粉体图片通过手工或者软件智能识别技术得到长径和短径数据后计算出长径比。这种方法最大的局限性有两点,一个是取样量小,受人为主观影响大。这是因为是手工拍摄颗粒图像,效率低且个人主观意见决定了图像的截取区域,要保证较大的采样率工作量极大。二是常规显微技术下拍摄的静态针状粉体图片并不能保证针状粉体有序的按照长径方向排列。获得的显微图像无法有效保证长径和短径的数据真实性。

 

针对静态图像测量技术在长径比测试上的局限性,业内专家一直在探索更好的长径比测量方法。最终,带鞘流技术的动态图像粒度粒形分析系统,成为了长径比测试的首选设备。目前这种测量针状颗粒长径比的技术已经很成熟了。

 

所谓鞘流技术最初开发出来是应用在血球计数器上的。为了避免计数中血细胞从小孔边缘处流过及湍流,涡流的影响,发明了鞘流技术。具体做法是用一毛细管对准小孔管,细胞混悬液从毛细管喷出,同时与四周流出的鞘液一起流过敏感区,保证细胞混悬液在中间形成单个排列的细胞流,四周被鞘液围绕。该项技术也应用在动态颗粒图像分析系统中,用以实现针状颗粒同向排队通过成像区,从而实现了针状粉体按照长径方向有序排列的目标。将有序排列的针状颗粒利用数码设备拍摄下来,通过软件自动识别颗粒长短径,从而精确测量长径比。这种方法克服了静态图像颗粒分析系统因颗粒交叉、非水平状态导致的数据失真,同时实时的动态图像捕捉和数码摄像技术的应用,自然而然的解决了取样量和取样人为主观误差问题,使长径比分析变得简便易行和具有很高的准确性。

 

据可靠消息,国内粉体物性检测设备知名企业丹东百特公司的动态颗粒图像分析系统就具备了应用鞘流技术测试长径比的功能。以百特公司为典型代表的国内粉体物性检测仪器设备企业的产品开发,在近几年已经逐步从仿制改进阶段过度到了自主研发,开拓创新阶段。纳米粒度仪、PM2.5大气粉尘污染物检测仪器、大量程激光粒度仪等新产品层出不穷。这是我们民族粉体行业的福音,也代表着中国粉体技术企业的脊梁。相信各位粉体圈同仁,只要保持着一颗锐意进取的雄心,就能够在中国的粉体圈内撑起属于自己的一片天地。 

 

(粉体圈 作者:敬之)


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