粒度測量基準的定義
由粒度分布計算平均粒度,不但與所求平均粒度的統(tǒng)計方法有關(是算術平均、幾何平均、還是調和平均),而且與粒度的測量基準有很大的關系。粒度測量基準是指測量的量值,包括個數(shù)、長度、面積、體積和質量矩等。
粉體粒度測量方法及優(yōu)缺點說明
常用的粒度測試方法有激光法,沉降法,其他還有篩分法、顯微鏡(動態(tài)/靜態(tài)圖像)法、光阻法、電阻法、電子顯微鏡法、透氣法、動態(tài)光散法、X射線小角散射法等。
1. 激光法:
激光粒度儀作為一種新型的粒度測試儀器,已經在粉體加工、應用與研究領域得到廣泛的應用。它的特點是測試速度快、測試范圍寬、重復性和真實性好、操作簡便等等。
激光法的粒度測試原理:
激光粒度儀是根據(jù)顆粒能使激光產生散射這一物理現(xiàn)象測試粒度分布的。由于激光具有很好的單色性和極強的方向性,所以一束平行的激光在沒有阻礙的無限空間中將會照射到無限遠的地方,并且在傳播過程中很少有發(fā)散的現(xiàn)象。
當光束遇到顆粒阻擋時,一部分光將發(fā)生散射現(xiàn)象。散射光的傳播方向將與主光束的傳播方向形成一個夾角θ。散射角θ 的大小與顆粒的大小有關,顆粒越大,產生的散射光的θ角就越??;顆粒越小,產生的散射光的θ角就越大。散射光的強度代表該粒徑顆粒的數(shù)量。這樣,在不同的角度上測量散射光的強度,就可以得到樣品的粒度分布了。
優(yōu)點:測試范圍寬(最好的激光粒度儀的測量范圍是0.04-2000um,一般的也能達到0.1-300um),測試速度快(1-3分鐘/次),自動化程度高,操作簡便,重復性和真實性好,可以測試干粉樣品,可以測量混合粉、乳濁液和霧滴等。
缺點:不宜測量粒度分布很窄的樣品,分辨率相對較低。
2.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。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。大顆粒的沉降速度較快,小顆粒的沉降速度較慢。
優(yōu)點:原理直觀,分辨率較高,價格及運行成本低。
缺點:測量速度慢,不能處理不同密度的混合物。結果受環(huán)境因素(比如溫度)和人為因素影響較大。
3、其他測試方法
(1)、篩分法
優(yōu)點:成本低,使用容易。
缺點:對小于400目(38um)的干粉很難測量。測量時間越長,得到的結果就越小,這是因為顆粒不斷調整它們自己來通過篩孔,所以要得到一致的結果,必須使測量次數(shù)及操作方法標準化。不能測量射流或乳濁液;在測量針狀樣品時這會得到一些奇怪的結果,比如加工前和加工后的篩余量差不多。
(2)顯微鏡檢測法
優(yōu)點:可以直接觀察顆粒的形貌,可以準確地得到球型度、長徑比等特殊數(shù)據(jù)。
缺點:代表性差,操作復雜,速度慢,不宜分析粒度范圍寬的樣品。
在粒度測試中我們常常會遇到這樣的情況:同一個樣品,不同的廠家往往測出不同的結果。一些粉體生產廠家和用戶往往會根據(jù)各自粒度數(shù)據(jù)來評判產品質量,從而產生種種分歧。所以粒度測試數(shù)據(jù)的不一致性是目前粒度測試中的一個普遍現(xiàn)象。
產生這種現(xiàn)象的原因有以下幾個方面:
第一,儀器原理不同。
由于大多數(shù)的顆粒的形狀復雜,不同原理的儀器所測出的等效粒徑不同,所以測試結果不同。
第二,使用不同生產廠家的儀器。
不同廠家生產的儀器,即使是同類的儀器,由于設計方法、加工精度、數(shù)據(jù)處理等方面的不同,所得到的結果也往往存在差異。
第三,使用人員對儀器的性能沒有充分掌握,使用方法不當。
比如激光粒度儀需要選擇適當?shù)恼凵渎剩粚Ψ謾n的儀器要選擇適合所測樣品分布的檔等。
第四,樣品制備方法不當。
比如取樣方法、分散劑的種類和數(shù)量、超聲波分散時間、合適的介質以及電壓、溫度等環(huán)境因素影響。
綜上所述,測試結果的不一致性有樣品本身的原因,有儀器的原因,有使用及樣品制備方面的原因。所以,在粉體測試方面,一定以同一種測試方法進行對比分析,才能得到粒度分布答案的一致。
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