粒度(du)測(ce)試是(shi)通(tong)過特的儀(yi)器和方法對粉體(ti)粒度(du)特性進行表征的壹(yi)項(xiang)實(shi)驗工作(zuo)。粉(fen)體在我們(men)日(ri)常生活(huo)和(he)工農(nong)業生產中的(de)應(ying)用非常廣(guang)泛(fan)。如面粉、水(shui)泥(ni)、塑(su)料、造(zao)紙(zhi)、橡膠(jiao)、陶(tao)瓷、藥(yao)品等(deng)等。在(zai)的不同應(ying)用領(ling)域中(zhong)，對粉體(ti)特(te)性的(de)要求是(shi)各(ge)不相(xiang)同(tong)的，在所有反映(ying)粉體(ti)特(te)性的(de)指(zhi)標中，粒度(du)分布是(shi)所(suo)有應(ying)用領(ling)域中(zhong)受關註的壹(yi)項(xiang)指(zhi)標。所以(yi)客(ke)觀(guan)真實(shi)地反映(ying)粉體(ti)的(de)粒度(du)分布是(shi)壹(yi)項(xiang)非常重要的工(gong)作(zuo)。下(xia)面就我具(ju)體(ti)講(jiang)壹(yi)下(xia)關於(yu)粒度(du)測(ce)試方面(mian)的(de)基(ji)知(zhi)識。
壹(yi)、粒度(du)測(ce)試的基(ji)本(ben)知(zhi)識
1、顆(ke)粒：在(zai)壹(yi)尺(chi)寸範圍內(nei)具(ju)有特(te)形(xing)狀的(de)幾何體(ti)。這裏(li)所說的(de)壹(yi)尺(chi)寸壹(yi)般在毫(hao)米到納米之(zhi)間(jian)，顆(ke)粒不(bu)僅指(zhi)固體(ti)顆(ke)粒，還(hai)有霧(wu)滴、油(you)珠(zhu)等(deng)液(ye)體(ti)顆(ke)粒。
2、粉(fen)體：由大(da)量(liang)的(de)不(bu)同尺寸(cun)的(de)顆(ke)粒組(zu)成(cheng)的顆(ke)粒群(qun)。
3、粒度(du)：顆(ke)粒的(de)大(da)小(xiao)叫(jiao)做顆(ke)粒的(de)粒度(du)。
4、粒度(du)分布：用特的(de)儀(yi)器和方法反映(ying)出(chu)的不(bu)同粒徑(jing)顆(ke)粒占粉體(ti)量(liang)的(de)百(bai)分數。有區(qu)間(jian)分布和(he)累(lei)計分布兩種形(xing)式(shi)。區(qu)間(jian)分布又(you)稱(cheng)為(wei)微分分布或(huo)頻率(lv)分布，它(ta)表示(shi)壹(yi)系(xi)列粒徑(jing)區(qu)間(jian)中(zhong)顆(ke)粒的(de)百分含(han)量(liang)。累(lei)計分布也(ye)叫(jiao)積(ji)分分布，它(ta)表示(shi)小(xiao)於或(huo)大(da)於某(mou)粒徑(jing)顆(ke)粒的(de)百分含(han)量(liang)。
5、粒度(du)分布的(de)表示(shi)方法(fa)：
①表格(ge)法：用表格(ge)的方(fang)法(fa)將(jiang)粒徑(jing)區(qu)間(jian)分布、累(lei)計分布壹(yi)壹(yi)列(lie)出(chu)的方(fang)法。
②圖(tu)形(xing)法(fa)：在(zai)直(zhi)角(jiao)標系中(zhong)用直(zhi)方圖(tu)和(he)曲(qu)線(xian)等形式(shi)表(biao)示(shi)粒度(du)分布的(de)方法(fa)。
③函(han)數(shu)法：用數學(xue)函數表(biao)示(shi)粒度(du)分布的(de)方法(fa)。這種(zhong)方法(fa)壹(yi)般在理(li)論(lun)研(yan)究時用。如的Rosin-Rammler分布就是(shi)函(han)數分布。
6、粒徑(jing)和等(deng)效(xiao)粒徑(jing)：粒徑(jing)就是(shi)顆(ke)粒直(zhi)徑(jing)。這概(gai)念(nian)是(shi)很簡(jian)單(dan)明(ming)確的(de)，那(na)麽什(shen)麽是(shi)等(deng)效(xiao)粒徑(jing)呢，粒徑(jing)和等(deng)效(xiao)粒徑(jing)有什(shen)麽關系(xi)呢？我們知(zhi)道，只有圓(yuan)球體(ti)才(cai)有直(zhi)徑(jing)，其(qi)它(ta)形(xing)狀(zhuang)的幾何體(ti)是(shi)沒(mei)有直(zhi)徑(jing)的，而組(zu)成(cheng)粉體(ti)的顆(ke)粒又(you)大(da)多數不是(shi)圓(yuan)球形(xing)的，而是(shi)各(ge)種各(ge)樣不規(gui)則形(xing)狀的，有片狀(zhuang)的、針(zhen)狀的(de)、多棱(leng)狀(zhuang)的等(deng)等(deng)。這些(xie)復雜形狀(zhuang)的(de)顆(ke)粒從(cong)理(li)論(lun)上(shang)講(jiang)是(shi)不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)用直(zhi)徑(jing)這個(ge)概(gai)念(nian)來表示(shi)它的(de)大(da)小(xiao)的。而在(zai)實(shi)際(ji)工作(zuo)中(zhong)直(zhi)徑(jing)是(shi)描(miao)述壹(yi)個(ge)顆(ke)粒大(da)小(xiao)的直(zhi)觀(guan)、簡(jian)單(dan)的壹(yi)個(ge)量(liang)，我(wo)們(men)又(you)希望(wang)能(neng)用這樣的壹(yi)個(ge)量(liang)來(lai)描(miao)述顆(ke)粒大(da)小(xiao)，所以在(zai)粒度(du)測(ce)試的實(shi)踐(jian)中的(de)我(wo)們引(yin)入(ru)了(le)等效(xiao)粒徑(jing)這個(ge)概(gai)念(nian)。
等效(xiao)粒徑(jing)是(shi)指(zhi)當(dang)壹(yi)個(ge)顆(ke)粒的(de)某(mou)壹(yi)物(wu)理(li)特(te)性與(yu)同(tong)質的球形顆(ke)粒相(xiang)同或(huo)相近(jin)時，我們(men)就用該球(qiu)形(xing)顆(ke)粒的(de)直(zhi)徑(jing)來代表(biao)這個(ge)實(shi)際(ji)顆(ke)粒的(de)直(zhi)徑(jing)。那(na)麽這個(ge)球形(xing)顆(ke)粒的(de)粒徑(jing)就是(shi)該(gai)實(shi)際(ji)顆(ke)粒的(de)等效(xiao)粒徑(jing)。等效(xiao)粒徑(jing)具(ju)體(ti)有如下幾種：
①等(deng)效(xiao)體(ti)積(ji)徑(jing)：與(yu)實(shi)際(ji)顆(ke)粒體(ti)積(ji)相同(tong)的(de)球(qiu)的直(zhi)徑(jing)。壹(yi)般為(wei)激光(guang)法所測(ce)直(zhi)徑(jing)為(wei)等(deng)效(xiao)體(ti)積(ji)徑(jing)。
②等效(xiao)沈(chen)速(su)徑(jing)：在相(xiang)同(tong)條(tiao)件(jian)下(xia)與(yu)實(shi)際(ji)顆(ke)粒沈(chen)降(jiang)速(su)度(du)相(xiang)同的球的直(zhi)徑(jing)。沈降(jiang)法(fa)所(suo)測(ce)的(de)粒徑(jing)為(wei)等(deng)效(xiao)沈(chen)速(su)徑(jing)，又(you)叫(jiao)Stokes徑(jing)。
③等效(xiao)電阻徑(jing)：在相(xiang)同(tong)條(tiao)件(jian)下(xia)與(yu)實(shi)際(ji)顆(ke)粒產(chan)生相同電阻效(xiao)果的(de)球(qiu)形顆(ke)粒的(de)直(zhi)徑(jing)。庫爾(er)特法(fa)所測(ce)的(de)粒徑(jing)為(wei)等(deng)效(xiao)電阻徑(jing)。
④等效(xiao)投(tou)進面(mian)積(ji)徑(jing)：與(yu)實(shi)際(ji)顆(ke)粒投(tou)進面(mian)積(ji)相同(tong)的(de)球(qiu)形顆(ke)粒的(de)直(zhi)徑(jing)。顯向(xiang)鏡法和圖(tu)像(xiang)法(fa)所(suo)測(ce)的(de)粒徑(jing)大(da)多是(shi)等(deng)效(xiao)投(tou)影(ying)面(mian)積(ji)直(zhi)徑(jing)。
7、表示(shi)粒度(du)特性的(de)幾個關鍵(jian)指(zhi)標：
① D50：壹(yi)個(ge)樣品的(de)累(lei)計粒度(du)分布百(bai)分數達到(dao)50%時所對應(ying)的(de)粒徑(jing)。它的(de)物(wu)理(li)意(yi)義是(shi)粒徑(jing)大(da)於它(ta)的顆(ke)粒占50%，小(xiao)於它的(de)顆(ke)粒也(ye)占50%，D50也叫(jiao)中位徑(jing)或(huo)中值粒徑(jing)。D50常用來表(biao)示(shi)粉體(ti)的平均(jun)粒度(du)。
② D97：壹(yi)個(ge)樣品的(de)累(lei)計粒度(du)分布數(shu)達到(dao)97%時所對應(ying)的(de)粒徑(jing)。它的(de)物(wu)理(li)意(yi)義是(shi)粒徑(jing)小(xiao)於它的(de)的顆(ke)粒占97%。D97常用來表(biao)示(shi)粉體(ti)粗(cu)端(duan)的(de)粒度(du)指(zhi)標。
其(qi)它(ta)如D16、D90等參(can)數(shu)的(de)義(yi)與(yu)物(wu)理(li)意(yi)義與(yu)D97相(xiang)似(si)。
③比(bi)表面積(ji)：單位重量(liang)的(de)顆(ke)粒的(de)表面積(ji)之(zhi)和(he)。比表(biao)面積(ji)的單(dan)位為(wei)m2/kg或(huo)cm2/g。比表(biao)面積(ji)與(yu)粒度(du)有壹(yi)的(de)關系(xi)，粒度(du)越細(xi)，比表面積(ji)越大(da)，但這種(zhong)關系(xi)並(bing)不壹(yi)是(shi)正(zheng)比關系(xi)。
8、粒度(du)測(ce)試的重(zhong)復(fu)性：同(tong)壹(yi)個(ge)樣品多次測(ce)量(liang)結(jie)果之(zhi)間(jian)的(de)偏差。重復(fu)性指(zhi)標是(shi)衡(heng)量(liang)壹(yi)個(ge)粒度(du)測(ce)試儀器和方法好(hao)壞的重要(yao)的指(zhi)標。它的(de)計(ji)算方法是(shi)：
其(qi)中(zhong)，n為(wei)測(ce)量(liang)次(ci)數(shu)（壹(yi)般n>=10）；
x i為(wei)每次測(ce)試結果的(de)典(dian)型(xing)值（壹(yi)般為(wei)D50值）；
x為(wei)多次測(ce)試結果典(dian)型(xing)值的平均(jun)值；
σ為(wei)標準差；
δ為(wei)重(zhong)復性相(xiang)對誤差。
影響粒度(du)測(ce)試重復(fu)性有儀(yi)器和方法本(ben)身的因素；樣品制(zhi)備(bei)方面的(de)因素；環(huan)境(jing)與(yu)操(cao)作(zuo)
方(fang)面的因素等(deng)。粒度(du)測(ce)試應(ying)具(ju)有良好的(de)重(zhong)復性是(shi)對儀器和操作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)基(ji)本(ben)要求。
9、粒度(du)測(ce)試的真實(shi)性：
通(tong)常的測(ce)量(liang)儀(yi)器都有準(zhun)確性方(fang)面的指(zhi)標。由於(yu)粒度(du)測(ce)試的特(te)殊(shu)性，通(tong)常用真實(shi)性來(lai)表示(shi)準確性方(fang)面的含(han)義。由(you)於(yu)粒度(du)測(ce)試所測(ce)得的(de)粒徑(jing)為(wei)等(deng)效(xiao)粒徑(jing)，對同壹(yi)個(ge)顆(ke)粒，不(bu)同的等效(xiao)方(fang)法(fa)能(neng)會(hui)得到(dao)不同(tong)的等(deng)效(xiao)粒徑(jing)。
見，由(you)於(yu)測(ce)量(liang)方(fang)法(fa)不同，同(tong)壹(yi)個(ge)顆(ke)粒得到(dao)了兩個不(bu)同的(de)結(jie)果。也(ye)就是(shi)說，壹(yi)個(ge)不規(gui)則形(xing)狀的顆(ke)粒，如果用壹(yi)個(ge)數值來表(biao)示(shi)它的(de)大(da)小(xiao)時，這個(ge)數值不是(shi)*的(de)，而是(shi)有壹(yi)系(xi)列的(de)數值。而每壹(yi)種(zhong)測(ce)試方法(fa)的(de)都(dou)是(shi)針(zhen)對顆(ke)粒的(de)某(mou)壹(yi)個(ge)特方(fang)面進行的，所得到(dao)的數(shu)值是(shi)所(suo)有能(neng)表(biao)示(shi)顆(ke)粒大(da)小(xiao)的壹(yi)系(xi)列數(shu)值中的(de)壹(yi)個(ge)，所以(yi)相同(tong)樣品用不同(tong)的(de)粒度(du)測(ce)試方法(fa)得到(dao)的結(jie)果有所(suo)不(bu)同的(de)是(shi)客(ke)觀(guan)原因(yin)造(zao)成(cheng)的。顆(ke)粒的(de)形狀越復(fu)雜，不同(tong)測(ce)試方法(fa)的(de)結(jie)果相(xiang)差越大(da)。但這並(bing)不意味(wei)著粒度(du)測(ce)試結果以(yi)漫(man)無(wu)邊際(ji)，而恰(qia)恰(qia)應(ying)具(ju)有壹(yi)的(de)真實(shi)性，就是(shi)應(ying)比(bi)較(jiao)真實(shi)地反映(ying)樣品的(de)實(shi)際(ji)粒度(du)分布。真實(shi)性目(mu)前還沒(mei)有嚴格(ge)的標準，是(shi)壹(yi)個(ge)性的(de)概(gai)念(nian)。但有些(xie)現象以(yi)做為(wei)測(ce)試結果真實(shi)性好(hao)壞的依據。比如儀器對標準樣的測(ce)量(liang)結(jie)果應(ying)在(zai)標稱(cheng)值允許的誤(wu)差範圍內(nei)；經粉(fen)碎(sui)後(hou)的樣品應(ying)比(bi)粉(fen)粉(fen)碎(sui)前(qian)更細(xi)；經分級後的樣品的(de)大(da)顆(ke)粒含(han)量(liang)應(ying)減(jian)少(shao)；結(jie)果與(yu)行業標準或(huo)*的方(fang)法壹(yi)致(zhi)等(deng)。
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