1.小顆粒
粒子其實(shí)是微小的物體,是可以獨(dú)立存在的基本單位。它們?cè)诤暧^上非常小,但在微觀上仍然含有大量的物質(zhì)分子。廣義而言,空氣中的液滴、水中的氣泡、乳液中的油滴也可以看作顆粒。
2.粒子系統(tǒng)
粒子存在的基本條件在于粒子周圍存在另一種介質(zhì),形成兩相,兩相界面的存在是粒子存在的必要條件。
3.粒度
粒度對(duì)粒子的性質(zhì)有很大的影響。以水泥為例,細(xì)水泥粉的水化硬化速度比粗水泥粉快。原因是細(xì)粉顆粒小,與周圍介質(zhì)(水)接觸的表面積大,表面分子多,所以活性大,與周圍介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)更快。顆粒越小,表面分子的比例越大,所以化學(xué)活性越強(qiáng)。因此,越來(lái)越多的關(guān)注粒徑是必然的。
4.粒度的定義
粒徑叫粒徑,對(duì)于球形顆粒應(yīng)該叫粒徑。由于顆粒形狀通常不是球形,很難用一個(gè)尺度來(lái)表示,所以必須采用等效粒徑的概念。
例如,當(dāng)量體積顆粒直徑是與該顆粒體積相同的均勻球體的直徑;
等效表面積顆粒尺寸是均質(zhì)球體的直徑等于這個(gè)顆粒的表面積;
沉降粒徑是均質(zhì)球體的直徑等于該顆粒的沉降速度;
篩粒度就是剛好能通過(guò)這個(gè)顆粒篩孔的尺寸。
從上面可以看出,粒度的概念并不簡(jiǎn)單。對(duì)于非球形顆粒,不同測(cè)量方法得到的等效粒徑的含義是不同的,測(cè)量結(jié)果也會(huì)有所不同。
5.標(biāo)準(zhǔn)粒子
為什么一定要用球形顆粒來(lái)測(cè)試粒度儀的標(biāo)準(zhǔn)顆粒物?根據(jù)粒徑的定義,我們知道只有球形粒子才有的粒徑,即任何原理和方法測(cè)得的粒徑都是相同的。非球形顆粒用不同原理的儀器檢測(cè),不能得到一致的結(jié)果,也不能作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),因?yàn)樗鼈儧](méi)有的粒徑。
6.粒子數(shù)的大小怎么表示?
由相同尺寸的粒子組成的粒子群稱為單分散粒子群。事實(shí)上,單分散粒子群非常少。粒子群通常由大量不同大小的粒子組成。以粒徑為橫坐標(biāo),以顆粒含量(體積含量、數(shù)量含量、表面積含量等)為橫坐標(biāo)。)在以單位粒徑寬度為縱坐標(biāo)內(nèi),繪制的曲線稱為粒徑分布曲線(也稱為頻率分布)。如果縱坐標(biāo)采用一定粒徑顆粒的累積含量,畫(huà)出的曲線稱為累積分布曲線(也稱積分分布)。顆粒含量有很多不同的含義需要注意,它們之間有很大的差異。體積含量是常用的,所以叫體積粒度分布曲線。
為了更簡(jiǎn)單地描述粒度分布,通常選擇累積分布曲線上的三個(gè)點(diǎn)來(lái)描述顆粒群的分布特征,如d50、d10和d90,它們分別代表50%、10%和90%的累積分布。單位是微米。其中,d50常被稱為中值粒徑(中值直徑),是應(yīng)用泛的。平均直徑、比表面積或其他統(tǒng)計(jì)粒度也可以代表顆粒群的粒度分布特征。使用上述粒度時(shí),需要注意顆粒含量的標(biāo)準(zhǔn)是體積還是數(shù)量,或者其他計(jì)量單位。
7.粒度分布函數(shù)
一些粒子群的粒徑分布服從一定的特殊規(guī)律,粒子含量與粒徑的關(guān)系可以用數(shù)學(xué)函數(shù)來(lái)描述,這種函數(shù)稱為粒徑分布函數(shù)。如正態(tài)分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布、松香-拉姆勒分布等。
8.我的樣品通過(guò)了多少個(gè)“篩網(wǎng)”?網(wǎng)格是什么意思?
目的是表示篩孔的大小,每英寸篩網(wǎng)的孔數(shù)稱為目數(shù)。目數(shù)越大,篩孔越小。不同國(guó)家對(duì)網(wǎng)目尺寸的標(biāo)準(zhǔn)不同,所以“網(wǎng)目”的含義也不同。附工程篩尺寸對(duì)照表。工程篩尺寸對(duì)照表
目 μm
目 μm
目 μm
目 μm
2.5
7925
12
1397
60
246
270
53
3.0
6580
14
1168
65
220
325
47
3.5
5513
16
991
80
198
425
33
4.0
4599
20
833
100
165
500
25
5.0
3962
24
701
110
150
625
20
6.0
3327
27
589
115.5
124
800
15
7.0
2794
32
495
170.5
88
1250
10
8.0
2362
35
417
180
83
2500
5
9.0
1981
40
350
20 0
74
6250
2
10
1651
47.5
295
250
61
12500
1
9.顆粒大小分類
不同的行業(yè)有不同的分類方法。一般來(lái)說(shuō),粒子可以根據(jù)大小分為納米粒子;超細(xì)顆粒(亞微米);顆粒、細(xì)粒、粗粒,以及比粗粒大的都叫“塊”,而不是“?!薄?br>10.測(cè)量顆粒尺寸的常用方法
確定顆粒大小的方法有很多。常用的有顯微鏡、篩分、重力沉降、離心沉降、電阻計(jì)數(shù)(coulter)、激光衍射/散射、電子顯微鏡、超聲波、bet法、通氣法等。
11.常用粒度測(cè)定方法的比較
1.篩分原理:機(jī)械分離取決于篩孔的大小。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單直觀。動(dòng)態(tài)范圍小,常用于40 ~ 40 μm以上顆粒的測(cè)定,缺點(diǎn):速度慢,一次只能測(cè)一個(gè)篩余值,不足以反映顆粒尺寸分布;很難做出細(xì)小的篩孔。誤差較大,通常達(dá)到10%-20%;小顆粒因團(tuán)聚難以通過(guò)篩網(wǎng);存在人為錯(cuò)誤,導(dǎo)致可信度下降。
2.和解原則:斯托克斯定律。缺點(diǎn):動(dòng)態(tài)范圍窄;小顆粒沉降速度很慢,非球形顆粒誤差大;不適合混合物料,因?yàn)槊芏纫恢滦圆?;重力沉降儀適用于10微米以上的粉體,如果顆粒很細(xì)的話需要離心沉降。
3.庫(kù)爾特電阻法原理:對(duì)粒子通過(guò)小孔時(shí)產(chǎn)生的電阻脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。優(yōu)點(diǎn):粒子總數(shù)可以確定,等價(jià)概念明確;操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):動(dòng)態(tài)范圍小,1: 20左右;對(duì)介質(zhì)的電學(xué)性質(zhì)有嚴(yán)格的要求;很容易堵小孔。
4.顯微原理:光學(xué)成像。優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單直觀;可用于形態(tài)學(xué)分析。缺點(diǎn):動(dòng)態(tài)范圍窄,1:20;測(cè)量時(shí)間長(zhǎng),20分鐘左右;樣品制備復(fù)雜;抽樣代表性差;超細(xì)顆粒很難分散,由于衍射極限無(wú)法檢測(cè)。
5.電子顯微鏡原理:電子成像。優(yōu)點(diǎn):直觀;高分辨率。缺點(diǎn):采樣量小,不具有代表性,制樣操作復(fù)雜;儀器很貴。
6.激光粒度分析儀原理:激光衍射/散射。優(yōu)點(diǎn):測(cè)量速度快,1分鐘左右;動(dòng)態(tài)范圍大,約1: 1000以上;重復(fù)性好;精度和分辨率高;操作簡(jiǎn)單;它可以跟蹤、測(cè)試和分析動(dòng)態(tài)顆粒群,是目前的粒度分析儀。在很多場(chǎng)合可以替代其他測(cè)量方法,是粒度分析儀的發(fā)展方向。