颗粒的形状与测量

颗粒的形状对粉体的物理性能、化学性能、输运性能和工艺性能有很大的影响。例如，球形颗粒粉体的流动性、填形性好，粉末结合后材料的均匀性高。涂料中所用的粉末则希望是片状颗粒，这样粉末的覆盖性就会较其他形状的好。科学地描述颗粒的形状对粉体的应用会有很大的帮助。同颗粒大小相比，描述颗粒形状更加困难些。为方便和归一化起见，人们规定了某种方法，使形状的描述量化，并且是无量纲的量。颗粒大小和形状表征颗粒的形状颗粒形状术语•颗粒的形状是指一个颗粒的轮廓或表面上各点所构成的图象。由于颗粒的形状千差万别，所以对于形状的描述也不能随意，见表1-8描述颗粒形状的参数•形状描述模型厚度---------------T短径---------------BT与B垂直长径--------------L描述颗粒形状的参数•均齐度•充满度•球形度•圆形度•原角度•表面指数•形状系数一个任意形状的颗粒，测得该颗粒的长、宽、高为l、b、h，定义方法与前面讨论颗粒大小的三轴径规定相同，则：nbm颗粒的高度颗粒的宽度bln颗粒的宽度颗粒的长度扁平度延伸度颗粒大小和形状表征扁平度m与延伸度n颗粒形状颗粒大小和形状表征充满度颗粒形状FV=LBT/VFS=LB/A与颗粒等体积的球的表面积与颗粒的表面积之比2SVwdd颗粒大小和形状表征球形度可以看出：1.；2.颗粒为球形时，达最大值。1ww颗粒形状一些规则形状体的球形度：球体=1圆柱体（d=h）=0.877立方体=0.806正四面体=0.671圆柱(d：h=1：10)=0.580圆板(d：h=10：1)=0.472颗粒大小和形状表征wwwwww颗粒形状颗粒大小和形状表征圆形度颗粒形状Ψ=Πd/LD2=4A/Π颗粒大小和形状表征圆角度颗粒形状F=∑ri/NR若以Q表示颗粒的几何特征，如面积、体积，则Q与颗粒粒径d的关系可表示为：pkdQ式中，k即为形状系数。对于颗粒的面积和体积描述，k有两种主要形式，分别为：颗粒大小和形状表征形状系数颗粒形状•表面形状因子2jSjdS(j表示征对于该种粒径的规定)6立方体球与π的差别表示颗粒形状对于球形的偏离颗粒大小和形状表征形状系数颗粒形状16立方体球jjVV与的差别表示颗粒形状对于球形的偏离jV63jVdVj颗粒大小和形状表征•体积形状因子形状系数颗粒形状颗粒形状的数学分析颗粒形状的数学分析是指将颗粒的几何形状用一些函数来表述，常见的表述方法有Fourier法，方波函数法和分数维法Fourier法•Fourier法是由一系列正玄函数和余弦函数组成，这些函数相互叠加会产生不同的效应。如：半径向量法：极坐标法纯正玄函数法粒度的测定•筛分法•定向径测量•光衍射法测量•电传感测量•沉降法测粒度1．筛分析法（40μm）国际标准筛制：Tyler(泰勒)标准单位：目目数为筛网上1英（25.4mm）寸长度内的网孔数dam4.25(a，d单位mm)25.4ad筛分的优缺点优点•统计量大,代表性强•便宜•重量分布缺点•下限38微米•人为因素影响大•重复性差•非规则形状粒子误差•速度慢2.显微镜采用定向径方法测量光学显微镜0.25——250μm电子显微镜0.001——5μm显微镜测定粒度要求统计颗粒的总数：粒度范围宽的粉末———10000以上粒度范围窄的粉末———1000左右显微镜方法的优缺点优点•可直接观察粒子形状•可直接观察粒子团聚•光学显微镜便宜缺点•代表性差•重复性差•测量投影面积直径•速度慢3.光衍射法粒度测试测量原理当光入射到颗粒时，会产生衍射，小颗粒衍射角大，而大颗粒衍射角小，某一衍射角的光强度与相应粒度的颗粒多少有关。测量原理示意图激光衍射0.05—500μmX光小角衍射0.002—0.1μm测量方法4.电传感法粒度测试测量原理当一个小颗粒通过小孔时，所产生的电感应，即电压脉冲与颗粒的体积成正比。无颗粒时单元的电阻AlRt)(有颗粒时单元的电阻][1lalaAsfR3dR仪器对脉冲计数并归档，即可计算出有关粒度参量3.沉降法法粒度测试测量原理在具有一定粘度的粉末悬浊液内，大小不等的颗粒自由沉降时，其速度是不同的，颗粒越大沉降速度越快。如果大小不同的颗粒从同一起点高度同时沉降，经过一定距离(时间)后，就能将粉末按粒度差别分开。测量原理示意图t=0t=t1t=t2t=t3光吸收率时间t1t2t30