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激光粒度仪的产品意义以及相关知识概念

发布日期: 2019-11-12
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   一、激光粒度仪的产品意义

  激光粒度仪是通过颗粒的衍射或散射光的空间分布来分析颗粒大小的仪器,那为什么要测量颗粒的大小呢?

  颗粒大小与粉体材料性能密切相关,如水泥的水化反应、涂料的附着力、电池材料的容量、药物被人体的吸收程度、过滤器的过滤效率、磁性材料的磁导率和矫顽力、杀虫剂效力与残留、大气和环境污染等等,无不与颗粒大小有关。

  颗粒大小是影响粉体材料性能的主要指标,因此使用粒度仪对颗粒大小的测试已经成为粉体材料产生、应用、研究的一项重要的基础工作。

  颗粒的大小叫做颗粒的粒度。度量颗粒大小的单位一般用微米或纳米,个别领域也用毫米。在粒度测试中通常用颗粒的直径(粒径)来描述颗粒的粒度。

  颗粒的分类方法很多,按粒径大小可大致分为纳米颗粒(1-100nm)、超细颗粒(0.1-1um)、细颗粒(1-100um)、粗颗粒(100-1000um)等。在不同行业里,上述分类的粒度范围可能有所不同。

  二、粒度的相关概念

  用特定方法测定的不同粒径区间内的颗粒占总量的百分数称为粒度分布。粒度分布有多种基准,如数量分布、长度分布、面积分布、体积分布、重量分布等。

  激光法的基准是体积分布,沉降法的基准是重量分布,电阻法的基准是数量分布。不同基准的粒度分布数值不同,理论上不同基准的粒度分布可以通过数学方法转换,但由于粉体形状千差万别,有时这种转换的误差较大。

  等效粒径的定义:当一个颗粒的某一物理特性(如体积、重量、沉降速度等)与同质的球形颗粒相同或相近时,我们就用该球形颗粒的直径来代表这个非球形颗粒的直径。根据不同的粒度测试方法,等效粒径可具体分为下列几种:

  1.等效体积径:即与所测颗粒具有相同体积的同质球形颗粒的直径。激光法所测粒径就是等效体积径。

  2.等效电阻径:即与所测颗粒具有相同电阻的同质球形颗粒的直径。库尔特法所测的粒径就是等效电阻粒径。

  3.等效沉速粒径:即与所测颗粒具有相同沉降速度的同质球形颗粒的直径。重力沉降法、离心沉降法所测的粒径就是等效沉速粒径,也叫Stokes粒径。

  4.等效投影面积径:即与所测颗粒具有相同的投影面积的球形颗粒的直径。显微图像法所测的粒径就是等效投影面积直径。

  那么为什么要引入等效粒径呢?我们知道,只有圆和球才有直径,能用直径这个简单又直观的量来描述其大小。那么,直接用直径(粒径)来表示实际颗粒的大小可不可行呢,不行,因为实际颗粒(特别是固体颗粒)通常都不是圆形和球形的,因此无法直接用粒径这个概念来描述它的大小。为了用粒径这个简单的量来描述非球形颗粒的大小,在粒度测试中引入了等效粒径的概念。

  三、常见粒度分布的表示方法

  图形法:用直方图、区间分布曲线和累积分布曲线等图形方式表示粒度分布的方法。图形法也是常用的粒度分布表述形式。

  表格法:用表格将所有粒径区间及其所对应的含量百分数一一列出方法,分区间分布和累积分布两种形式。表格法是常用的粒度分布表述形式。

  函数法:用数学函数形式表示粒度分布的方法。常见有正态分布函数等、对数正态分布函数、罗辛-拉母勒 (Rosin-Rammler) 分布函数即R-R分布函数等。

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