粉體學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)——粒徑和粒度分布
粉體學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)——粒徑和粒度分布
粉體學(xué)(micromeritics)是研究無(wú)數(shù)個(gè)固體粒子集合體的基本性質(zhì)及其應(yīng)用的科學(xué)。通常<100μm的粒子叫“粉”，容易產(chǎn)生粒子間的相互作用而流動(dòng)性較差；> 100μm的粒子叫“粒”，較難產(chǎn)生粒子間的相互作用而流動(dòng)性較好。單體粒子叫一級(jí)粒子（primary particles)；團(tuán)聚粒子叫二級(jí)粒子（second particle)。
粉體的物態(tài)特征：
①具有與液體相類(lèi)似的流動(dòng)性；
②具有與氣體相類(lèi)似的壓縮性；
③具有固體的抗變形能力。
粉體粒子的物理性質(zhì)主要有：粒子與粒度分布、粒子形態(tài)、比表面積等。
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粒子徑與粒度分布
粉體的粒子大小也稱(chēng)粒度，含有粒子大小和粒子分布雙重含義，是粉體的基礎(chǔ)性質(zhì)。
對(duì)于一個(gè)不規(guī)則粒子，其粒子徑的測(cè)定方法不同，其物理意義不同，測(cè)定值也不同。
粒徑的表示方法有以下兩種：
1、幾何學(xué)粒子徑：根據(jù)幾何學(xué)尺寸定義的粒子徑，一般用圖像法測(cè)定。
三軸徑：在粒子的平面投影圖上測(cè)定長(zhǎng)徑l與短徑b，在投影平面的垂直方向測(cè)定粒子的厚度h。反映粒子的實(shí)際尺寸。
定向徑（投影徑）：Feret徑(或Green徑) ：定方向接線徑，即一定方向的平行線將粒子的投影面外接時(shí)平行線間的距離。
Krummbein徑：定方向*大徑，即在一定方向上分割粒子投影面的*大長(zhǎng)度。
Martin徑：定方向等分徑，即一定方向的線將粒子投影面積等份分割時(shí)的長(zhǎng)度。
2、等效粒徑
等效粒徑的定義：當(dāng)一個(gè)不規(guī)則體粒子的某種物理行為或者物理參量與材質(zhì)相同的某球體相同或者近似時(shí)，我們把該球體的直徑稱(chēng)為為此不規(guī)則粒子的某種等效粒徑。當(dāng)參考的物理行為或者物理參量不同時(shí)，測(cè)量同一個(gè)不規(guī)則體粒子可能會(huì)得到多個(gè)等效粒徑值。
常見(jiàn)的等效方法有以下幾種：
光散射等效：光波在傳導(dǎo)過(guò)程中遇到障礙物顆粒會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，光波偏轉(zhuǎn)的角度跟顆粒的粒徑成反比關(guān)系。當(dāng)某顆粒引起的光波偏轉(zhuǎn)量等于某同質(zhì)球體的偏轉(zhuǎn)量時(shí)，我們認(rèn)為該球直徑即為該顆粒的光散射等效粒徑。
Heywood徑：投影面積圓相當(dāng)徑，即與粒子的投影面積相同圓的直徑，常用DH表示。
體積等價(jià)徑（equivalent volume diameter)：與粒子的體積相同的球體直徑，也叫球相當(dāng)徑。用庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器測(cè)得。
沉降速度等效粒徑： 粒徑相當(dāng)于在液相中具有相同沉降速度的球形顆粒的直徑。該粒經(jīng)根據(jù)Stocks方程計(jì)算所得，因此有叫Stocks 徑，記作 DStk.
比表面積等價(jià)徑（equivalent specific surface diameter）：與欲測(cè)粒子具有等比表面積的球的直徑，記作DSV。采用透過(guò)法、吸附法測(cè)得比表面積后計(jì)算求得。這種方法求得的粒徑為平均徑，不能求粒度分布。
粒度分布
粒度分布（particles size distribution)表示不同粒徑的粒子群在粉體中所分布的情況，反映粒子大小的均勻程度。簡(jiǎn)單的說(shuō)，粒度分布就是不同大小的顆粒在總體中所占比例的數(shù)值集合。
粉體的粒度分布表訴方法有列表法、圖示法和函數(shù)法等。
粒度分布的圖示法又分為頻率分布（微分分布）與累積分布。頻率分布（frequncy size distribution）表示與各個(gè)粒徑相對(duì)應(yīng)得粒子在全粒子群中所占的百分?jǐn)?shù)（微分型）。累積分布（cumulative size distribution)表示小于（pass）或大于（on）某粒徑的粒子在全粒子群中所占的百分?jǐn)?shù)（積分型）。百分?jǐn)?shù)的基準(zhǔn)可用個(gè)數(shù)基準(zhǔn)（count basis）、質(zhì)量基準(zhǔn)（mass basis）、面積基準(zhǔn)（surface basis）、體積基準(zhǔn)（volumn basis）、長(zhǎng)度基準(zhǔn)（length basis）等表示。
表示粒度分布時(shí)必須注明測(cè)定基準(zhǔn)，不同的測(cè)定基準(zhǔn)，所獲得的粒度分布曲線也不一樣。
不同基準(zhǔn)的粒度分布理論上可以互相換算。實(shí)際應(yīng)用較多的是質(zhì)量和個(gè)數(shù)基準(zhǔn)分布。
粒度分布測(cè)試
當(dāng)前主流的粒度分布測(cè)試儀有以下幾種：激光粒度儀（光散射等效原理），庫(kù)爾特顆粒計(jì)數(shù)器（小孔電阻等效原理），圖像粒度分析儀（投影面積等效原理），沉降儀（沉降速度Stocks原理）。
激光粒度儀量程范圍一般可達(dá)0.1-1000微米。且其測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍大，是應(yīng)用*普及的粒度儀。
庫(kù)爾特顆粒計(jì)數(shù)器檢測(cè)精度高，量程范圍一般為1-250微米，由于其測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍小，測(cè)量上限和下限也不足。主要應(yīng)用在樣品為窄分布的粉體行業(yè)。
圖像粒度分析儀，量程跟配置的顯微鏡性能直接相關(guān)。其同樣存在動(dòng)態(tài)范圍小，不適合測(cè)試寬分布樣品的不足之處。但是它可以進(jìn)行顆粒形貌分析，這一特性是其獨(dú)有的。
沉降儀的性能特點(diǎn)與激光粒度儀近似，但是它在測(cè)量速度和量程大小上落后于激光粒度儀，目前在大多數(shù)行業(yè)都被激光粒度儀所取代了。
（文章來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）
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