顆粒的形狀與測(cè)量

顆粒的形狀與測(cè)量

顆粒的形狀對(duì)粉體的物理性能、化學(xué)性能、輸運(yùn)性能和工藝性能有很大的影響。例如，球形顆粒粉體的流動(dòng)性、填形性好，粉末結(jié)合后材料的均勻性高。涂料中所用的粉末則希望是片狀顆粒，這樣粉末的覆蓋性就會(huì)較其他形狀的好。科學(xué)地描述顆粒的形狀對(duì)粉體的應(yīng)用會(huì)有很大的幫助。同顆粒大小相比，描述顆粒形狀更加困難些。為方便和歸一化起見(jiàn)，人們規(guī)定了某種方法，使形狀的描述量化，并且是無(wú)量綱的量。

顆粒大小和形狀表征顆粒的形狀第2頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天顆粒形狀術(shù)語(yǔ)顆粒的形狀是指一個(gè)顆粒的輪廓或表面上各點(diǎn)所構(gòu)成的圖象。由于顆粒的形狀千差萬(wàn)別，所以對(duì)于形狀的描述也不能隨意，見(jiàn)表1-8第3頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天描述顆粒形狀的參數(shù)形狀描述模型厚度---------------T

短徑---------------BT與B垂直長(zhǎng)徑--------------L

第4頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天描述顆粒形狀的參數(shù)均齊度充滿度球形度圓形度原角度表面指數(shù)形狀系數(shù)第5頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天一個(gè)任意形狀的顆粒，測(cè)得該顆粒的長(zhǎng)、寬、高為l、b、h，定義方法與前面討論顆粒大小的三軸徑規(guī)定相同，則：扁平度延伸度

顆粒大小和形狀表征扁平度m與延伸度n

顆粒形狀第6頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

顆粒大小和形狀表征充滿度

顆粒形狀FV=LBT/VFS=LB/A第7頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天與顆粒等體積的球的表面積與顆粒的表面積之比

顆粒大小和形狀表征球形度可以看出：

1.；

2.顆粒為球形時(shí)，達(dá)最大值。

顆粒形狀第8頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天一些規(guī)則形狀體的球形度：

顆粒大小和形狀表征

顆粒形狀第9頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

顆粒大小和形狀表征圓形度

顆粒形狀Ψ=Πd/LD2=4A/Π第10頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

顆粒大小和形狀表征圓角度

顆粒形狀F=∑ri/NR第11頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天若以Q表示顆粒的幾何特征，如面積、體積，則Q與顆粒粒徑d的關(guān)系可表示為：式中，k即為形狀系數(shù)。對(duì)于顆粒的面積和體積描述，k有兩種主要形式，分別為：

顆粒大小和形狀表征形狀系數(shù)

顆粒形狀第12頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天表面形狀因子(j表示征對(duì)于該種粒徑的規(guī)定)與π的差別表示顆粒形狀對(duì)于球形的偏離

顆粒大小和形狀表征形狀系數(shù)

顆粒形狀第13頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天與的差別表示顆粒形狀對(duì)于球形的偏離

顆粒大小和形狀表征體積形狀因子形狀系數(shù)

顆粒形狀第14頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天顆粒形狀的數(shù)學(xué)分析顆粒形狀的數(shù)學(xué)分析是指將顆粒的幾何形狀用一些函數(shù)來(lái)表述，常見(jiàn)的表述方法有Fourier法，方波函數(shù)法和分?jǐn)?shù)維法第15頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天Fourier法Fourier法是由一系列正玄函數(shù)和余弦函數(shù)組成，這些函數(shù)相互疊加會(huì)產(chǎn)生不同的效應(yīng)。如：半徑向量法：極坐標(biāo)法純正玄函數(shù)法第16頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天粒度的測(cè)定篩分法定向徑測(cè)量光衍射法測(cè)量電傳感測(cè)量沉降法測(cè)粒度第17頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

1．篩分析法（>40μm）第18頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)篩制：Tyler(泰勒)標(biāo)準(zhǔn)單位：目目數(shù)為篩網(wǎng)上1英（25.4mm）寸長(zhǎng)度內(nèi)的網(wǎng)孔數(shù)

(a，d單位mm)25.4ad第19頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天篩分的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)量大,代表性強(qiáng)便宜重量分布缺點(diǎn)下限38微米人為因素影響大重復(fù)性差非規(guī)則形狀粒子誤差速度慢第20頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.顯微鏡

采用定向徑方法測(cè)量第21頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天光學(xué)顯微鏡0.25——250μm電子顯微鏡0.001——5μm顯微鏡測(cè)定粒度要求統(tǒng)計(jì)顆粒的總數(shù)：粒度范圍寬的粉末———10000以上粒度范圍窄的粉末———1000左右第22頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天顯微鏡方法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)可直接觀察粒子形狀可直接觀察粒子團(tuán)聚光學(xué)顯微鏡便宜缺點(diǎn)代表性差重復(fù)性差測(cè)量投影面積直徑速度慢第23頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.光衍射法粒度測(cè)試測(cè)量原理

當(dāng)光入射到顆粒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生衍射，小顆粒衍射角大，而大顆粒衍射角小，某一衍射角的光強(qiáng)度與相應(yīng)粒度的顆粒多少有關(guān)。第24頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天測(cè)量原理示意圖第25頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

激光衍射

0.05—500μmX光小角衍射

0.002—0.1μm測(cè)量方法第26頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.電傳感法粒度測(cè)試測(cè)量原理

當(dāng)一個(gè)小顆粒通過(guò)小孔時(shí)，所產(chǎn)生的電感應(yīng)，即電壓脈沖與顆粒的體積成正比。第27頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)顆粒時(shí)單元的電阻有顆粒時(shí)單元的電阻儀器對(duì)脈沖計(jì)數(shù)并歸檔，即可計(jì)算出有關(guān)粒度參量第28頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.沉降法法粒度測(cè)試測(cè)量原理

在具有一定粘度的粉末懸濁液內(nèi)，大小不等的顆粒自由沉降時(shí)，其速度是不同的，顆粒越大沉降速度越快。如果大小不同的顆粒從同一起點(diǎn)高度同時(shí)沉降，經(jīng)過(guò)一定