顆粒測(cè)試基礎(chǔ)知識(shí)

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作為專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)粉體填料的高新技術(shù)企業(yè)，筆者根據(jù)客戶(hù)朋友的要求，分享一下粉體顆粒粒徑的相關(guān)知識(shí)。本文主要介紹顆粒粒徑的相關(guān)情況。

顆粒材料堆具有非均質(zhì)性、非連續(xù)性及隨機(jī)性等內(nèi)在的獨(dú)特性質(zhì),其力學(xué)性質(zhì)與顆粒的大小、排布、堆積高度、表面的粗糙程度以及加載速度都有著密切關(guān)系。顆粒材料和塊狀材料的測(cè)試方法大多通用，顆粒材料具備塊狀材料不具備的獨(dú)特的幾何性能，即堆積性能和流動(dòng)性能。

顆粒的定義

顆粒是具有一定尺寸和形狀的微小物體，它的宏觀尺寸通常界定在1nm和1mm以下。實(shí)踐中，單個(gè)顆粒是很難見(jiàn)到的，我們見(jiàn)到的是無(wú)數(shù)顆粒的堆積體，也即常說(shuō)的粉體。廣義地收，分散在空氣中的霧滴，分散在水中的油滴，溶液中的氣泡，多孔體中的孔等也可以看做“顆?！?，前兩者是液體的“顆粒”，后兩者是氣體的“顆?！?。

顆粒的分類(lèi)

通常所說(shuō)的超微顆?；蚰壳傲餍械乃^納米顆粒，是指1-100nm尺度的顆粒。嚴(yán)格地講，納米顆粒應(yīng)是1-10nm有明顯的量子效應(yīng)的顆粒，2nm以下稱(chēng)為原子團(tuán)，亞微米顆粒是指0.1-1um的顆粒，超細(xì)顆粒是超微顆粒和亞微米顆粒的統(tǒng)稱(chēng)，細(xì)粉是指1-100UM的粉體，粗粉是指100-1000um的粉體。不同行業(yè)對(duì)此還有不同的說(shuō)法，統(tǒng)一這些說(shuō)法有利于技術(shù)交流。

關(guān)心顆粒大小的意義

顆粒大小幾乎與粉體的所有性能密切相關(guān)。無(wú)論是納米顆粒的納米效應(yīng)，還是微孔的催化效應(yīng)，是微米尺度的粉體，其大小也是很重要的。如水泥的水化反應(yīng)、涂料的附著力、電池材料的充放電、藥物被人體吸收的程度、過(guò)濾器的過(guò)濾效率、磁性材料的磁導(dǎo)率和矯頑力、殺蟲(chóng)劑效力、大氣和環(huán)境污染等，無(wú)不與顆粒大小有關(guān)。這也是人們關(guān)心顆粒大小的根本原因。

粒度和粒度測(cè)試的定義

顆粒的大小統(tǒng)稱(chēng)為顆粒的粒度，也可稱(chēng)為粒徑。粒度或粒徑表示的是顆粒直徑。當(dāng)然，對(duì)于非球形顆粒，其粒徑與測(cè)量基準(zhǔn)和統(tǒng)計(jì)方法有關(guān)，粒徑只能是“等效”的。

不同粒度間隔的顆粒占粉體總量的百分?jǐn)?shù)（或累計(jì)百分?jǐn)?shù)）稱(chēng)為頻率粒度分布（或累積粒度分布），其縱坐標(biāo)為不同基準(zhǔn)計(jì)算的粒度組成，可以是個(gè)數(shù)、長(zhǎng)度、面積、體積的百分?jǐn)?shù)或累積百分?jǐn)?shù)，其橫坐標(biāo)為不同基準(zhǔn)計(jì)算的粒度值。

等效粒徑的定義

實(shí)際顆粒的外形通常是非球形的，當(dāng)一個(gè)顆粒的某一物理特性與同質(zhì)的球形顆粒相同或相近時(shí)，我們就用該球形顆粒的直徑來(lái)代表這個(gè)實(shí)際顆粒的直徑。稱(chēng)之為等效粒徑。根據(jù)不同的測(cè)量方法，有不同的等效粒徑，如：

1、等效體積徑：與實(shí)際顆粒體積相同的球的直徑。一般認(rèn)為激光法所測(cè)的直徑為等效體積徑。

2、等效沉速?gòu)剑涸谙嗤瑮l件下與實(shí)際顆粒沉降速度相同的球的直徑。沉降法所測(cè)的粒徑為等效沉速?gòu)剑纸?/span>Stokes徑。

3、 等效電阻徑：在相同條件下與實(shí)際顆粒產(chǎn)生相同電阻效果的球形顆粒的直徑。庫(kù)爾特法所測(cè)的粒徑為等效電阻徑。

4、 等效投進(jìn)面積徑：與實(shí)際顆粒投進(jìn)面積相同的球形顆粒的直徑。顯向鏡法和圖像法所測(cè)的粒徑大多是等效投影面積直徑。

D50、最可幾粒徑是什么？

D50也稱(chēng)中位粒徑或中值粒徑，是指累積分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)對(duì)應(yīng)的粒徑值。這是一個(gè)表示粒度大小的典型值，該值準(zhǔn)確地將總體劃分為二等分，也就是說(shuō)有50%的顆粒粒徑超過(guò)此值，有50%的顆粒粒徑低于此值。如果一個(gè)樣品的D50=5um，說(shuō)明在組成該樣品的所有粒徑的顆粒中，粒徑大于5um的顆粒占50%，小于5um的顆粒也占用50%。

最可幾粒徑是指頻率粒度分布曲線的最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的粒徑值。

D97的作用

D97是指顆粒粒度分布中，從小到大累計(jì)分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到97%時(shí)對(duì)應(yīng)的粒徑值。即指某一粉體中，粒徑小于D97的顆粒數(shù)占總顆粒數(shù)的97%。它通常被用來(lái)表示粉體粗端粒度指標(biāo)，是粉體生產(chǎn)和應(yīng)用中一個(gè)被重點(diǎn)關(guān)注的指標(biāo)。同樣，有的行業(yè)采用D90、D95、D98等值。

粒度測(cè)量基準(zhǔn)的定義

由粒度分布計(jì)算平均粒度，不但與所求平均粒度的統(tǒng)計(jì)方法有關(guān)（是算術(shù)平均、幾何平均、還是調(diào)和平均），而且與粒度的測(cè)量基準(zhǔn)有很大的關(guān)系。粒度測(cè)量基準(zhǔn)是指測(cè)量的量值，包括個(gè)數(shù)、長(zhǎng)度、面積、體積和質(zhì)量矩等。

粉體專(zhuān)業(yè)知識(shí)有點(diǎn)枯燥，但是細(xì)細(xì)品味，還是有點(diǎn)味道。

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