顆粒測試基礎知識

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1、顆粒
顆粒其實就是微小的物體，是組成物體的能獨立存在的基本單元，宏觀很小，但微觀仍包含了大量的物質分子。廣義說來，空氣中的霧滴，水中的氣泡，乳濁液中的油滴也可看作是顆粒。
2、顆粒體系
顆粒能夠存在基本條件在于顆粒的周圍還存在另一種介質，形成2種相，2相界面的存在才是顆粒存在的必要條件。
3、顆粒大小
顆粒大小對顆粒的性質影響很大。以水泥為例，細水泥粉末水化變硬的速度快于粗水泥粉末。原因在于細粉顆粒小，與周圍介質（水）接觸的表面積大，表面的分子多，因此活性就大，，與周圍介質發(fā)生化學反應度速度也越快。顆粒越小，表面分子的比例越大，因此化學活性就越強。因此顆粒大小越來越受到關注也是必然的。
4．顆粒粒徑的定義
顆粒大小通稱顆粒粒度，對球形顆粒來說應稱為粒徑。由于顆粒形狀通常不是球體，難以用一個尺度來表示，于是不得不采用等效粒徑的概念。
如等效體積粒徑即是與此顆粒體積相等的同質球體的直徑；
等效表面積粒徑即與此顆粒表面積相等的同質球體的直徑；
沉降粒徑即與此顆粒沉降速度相等的同質球體的直徑；
篩分粒徑即恰能通過此顆粒的篩孔的尺寸。
由以上所述可以看出，顆粒大小這一概念并不簡單。對于非球形顆粒而言，使用不同的測量方法得到的等效粒徑的意義不同，測得的結果也會存在差異。
5、標準顆粒
用以檢驗粒度儀的標準顆粒物質為什么必須用球形顆粒？根據顆粒粒徑的定義我們知道只有球形顆粒才會有公認的粒徑，也就是用任何原理和方法測得的粒徑都相同。非球形顆粒用不同原理的儀器測試則不會獲得一致的結果，不會有公認的粒徑，所以不能用作標準物質。
6．怎樣表示顆粒群體的粒度大小？
由同一粒徑顆粒組成的顆粒群稱為單分散顆粒群。實際上單分散顆粒群是極少的。顆粒群體通常由大量大小不同的顆粒組成。以粒度為橫坐標，以顆粒單位粒徑寬度內的顆粒含量（體積含量、個數(shù)含量、表面積含量等）為縱坐標，繪出的曲線稱為粒度分布曲線（又稱頻率分布）。如果縱坐標采用某一粒度下顆粒的累積含量則繪出的曲線稱為累積分布曲線（又稱積分分布）。需要注意的顆粒含量有多種不同的意義，它們之間差別很大。常用的是體積含量，因此稱為體積粒度分布曲線。
為了更簡單地描述顆粒的粒度分布，常選取累積分布曲線上的3個點描述顆粒群的分布特征，如D50,D10,D90,它們分別表示累積分布為50%，10%和90%的粒徑大小。單位為微米。其中D50又常被稱為中值粒徑（中位徑）用途最廣。平均徑，比表面積，或其他統(tǒng)計粒徑也可以表示顆粒群體的大小分布特征。使用以上粒徑是還需注意顆粒含量的基準是體積還是個數(shù)抑或是其他計量單位。
7．粒度分布函數(shù)
有些顆粒群體粒度分布服從一定特殊規(guī)律，可以用數(shù)學函數(shù)描述顆粒含量隨顆粒大小的變化關系，這些即粒度分布函數(shù)。如正態(tài)分布,對數(shù)正態(tài)分布，羅辛．拉母勒分布(Rosin-Rammler)等等.。
8．通常說我的樣品通過多少“目”篩，目是什么意思？
目是表示篩孔大小的一種方法，篩網每英寸有多少孔稱為多少目。目數(shù)越大篩孔越小。各國的篩孔規(guī)格有不同的標準，因此“目”的含義也不相同。附工程技術篩孔尺寸對照表。工程技術篩孔尺寸對照表

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


不同行業(yè)有不同的分類方法。一般而言，顆粒按大小可分為納米顆粒；超微顆粒（亞微米）；微粒，細粒，粗粒，比粗粒大的則稱為“塊”而不稱為“粒”了。
10．測定顆粒大小常用方法
測定顆粒大小的方法很多。常用的有顯微鏡，篩分，重力沉降，離心沉降，電阻計數(shù)（庫爾特），激光衍射/散射，電鏡，超聲，bet法，透氣法等。
11、 測定顆粒大小的常用方法的比較
１．篩分  原理：依賴篩孔大小的機械分離作用。優(yōu)點是簡單直觀。動態(tài)范圍較小，常用于大于４０μm的顆粒測定。 缺點：速度慢，一次只能測量一個篩余值，不足以反映粒度分布；微小篩孔制作困難；誤差大，通常達到10%-20%；小顆粒由于團聚作用通過篩孔困難；有人為誤差，導致可信度下降。
2．沉降  原理：斯托克斯定律。缺點：動態(tài)范圍窄；小粒子沉降速度很慢，對非球型粒子誤差大；由于密度一致性差，不適用于混合物料；重力沉降儀適用于10微米以上的粉體，如果顆粒很細則需要離心沉降。
3．庫爾特電阻法  原理：顆粒通過小孔時產生的電阻脈沖計數(shù)。優(yōu)點：可以測定顆?？倲?shù)，等效概念明確；操作簡便。缺點：動態(tài)范圍小，1：20左右；對介質的電性能有嚴格要求；容易出現(xiàn)堵塞小孔現(xiàn)象。
4．顯微鏡法  原理：光學成像。優(yōu)點：簡單直觀；可作形貌分析。缺點：動態(tài)范圍窄，1：20；測量時間長，約20分鐘；樣品制備操作較復雜；采樣的代表性差；對超細顆粒分散有一定的難度，受衍射極限的限制，無法檢測超細顆粒。
5．電鏡  原理：電子成像。優(yōu)點：直觀；分辨率高。缺點：取樣量少，沒有代表性，樣品制備操作復雜；儀器價格昂貴。
6．激光粒度儀  原理：激光衍射／散射。優(yōu)點：測量速度快，約1分鐘；動態(tài)范圍大，約1：1000以上；重復性好；準確度高，分辨率高；操作簡便；可對動態(tài)顆粒群進行跟蹤測試分析，是目前最先進的粒度儀，在很多場合可替代其他測量方法，是粒度儀發(fā)展的方向。