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颗粒测试的基本知识和基本方法
粒度测试是通
过特定的仪器和方法对粉体粒度特性进行表征的一项实验工作。
粉体在我们日常生
活和工农业生产中的应用非常广泛。如面粉、水泥、塑料、造纸、橡胶、陶瓷、药品等等。在的
不同应用领域中，
对粉体特性的要求是各不相同的，
在所有反映粉体特性的指标中，
粒度分布是
所有应
用领域中最受关注的一项指标。
所以客观真实地反映粉体的粒度分布是一项非常重要的工
作。下面就我具体讲一下关于粒度测试方面的基知识和基本方法。
一、粒度测试的基本知识
1
、颗粒：在一尺寸范围内具有特定
形状的几何体。这里所说的一尺寸一般在毫米到纳米之间，
颗粒不仅指固体颗粒，还有雾
滴、油珠等液体颗粒。
2
、粉体：由大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。
3
、粒度：颗粒的大小叫做颗粒的粒
度。
4
、
粒度分布：用特定的仪器和方法反映出的不同粒径颗粒占粉体总量的百分数。有区间分布和
累计分布两种形式。
区间分布又称为微分分布或频率分布，
它
表示一系列粒径区间中颗粒的百分
含量。累计分布也叫积分分布，它表示小于或大于某粒
径颗粒的百分含量。
5
、粒度分布的表示方法：
①
表格法：用表格的方法将粒径区间
分布、累计分布一一列出的方法。
②
图形法：在直角标系中用直方图和曲线等形式表示粒度分布的方法。
③
函数法：用数学函数表示粒
度分布的方法。这种方法一般在理论研究时用。如著名的
Rosin-
Rammler
分布就是函数分布。
6
、粒径和等效粒径：粒径就是颗粒直径。这概念是很简单明确
的，那么什么是等效粒径呢，粒
径和等效粒径有什么关系呢？我们知道，
只有圆球体才有直径，
其它形状的几何体是没有直径的，
而组成粉体的颗粒又绝大多数不是圆球形的，而是各种各样不规则形状的，有片状的、针状的、
多棱状的等等。这些复杂形状的颗粒从理论上讲是不能直接用直径这个概念来表示它的大小的。
而在实际工作中直径是描述一个颗粒大小的最直观、
最简单的一个量，<
/p>
我们又希望能用这样的一
个量来描述颗粒大小，所以在粒度测试的
实践中的我们引入了等效粒径这个概念。
等效粒径是指当一个颗粒的某一物
理特性与同质的球形颗粒相同或相近时，
我们就用该球形
颗粒的
直径来代表这个实际颗粒的直径。那么这个球形颗粒的粒径就是该实际颗粒的等效粒径。
等效粒径具体有如下几种：
①
等效体积径：与实际颗粒体积相同的球的直径。一般为激光法所测直径为等效体积径。
②
等效沉速径：
在相同条件下与实际颗粒沉降速度相同的球的直径。沉降法所测的粒径为等效
沉速径，又
叫
Stokes
径。
③
等效电阻径：在相同条件下与实际
颗粒产生相同电阻效果的球形颗粒的直径。库尔特法所测
的粒径为等效电阻径。
④
等效投进面积径
：与实际颗粒投进面积相同的球形颗粒的直径。显向镜法和图像法所测的粒
径大多是等效
投影面积直径。
7
、表示粒度特性的几个关键指标：
①
D50
：
一个样品的累计粒度分布百分数达到
50%
时所对应的粒径。它
的物理意义是粒径大于它
的颗粒占
50%
，
小于它的颗粒也占
50%
，
D50
也叫中位径或中值粒径。
D50
常用来表示粉体的平均
粒度。
②
D97
：
一个样品的累计粒度分布数达到
97%
时所对应的粒径。它的物
理意义是粒径小于它的的
颗粒占
97%
。
D97
常用来表示粉体粗端的粒度指标。
其它如
D16
、
D90
等参数的定义与物理意义与
D97
相似。
③
比表面积：单位重量的颗粒的表面积之和。比表面积的单位为
m2/kg
或
cm2/g
。比表面积与
粒度有一定的关系，粒度越细，比表面积越大，但这种关系并不一定是正比关系。
8
、粒度测试的重复性：同一个
样品多次测量结果之间的偏差。重复性指标是衡量一个粒度测试
仪器和方法好坏的最重要
的指标。它的计算方法是：
其中，
n
为测量次数（一般
n>=10
）；
x i
为每次测试结果的典型值（一
般为
D50
值）；
x
为多次测试结果典型值的平均值；
σ
为标准差；
δ
为重复性相对误差。
影响粒度测试重复性有仪器和方法
本身的因素；样品制备方面的因素；环境与操作
方面的因素等
。粒度测试应具有良好的重复性是对仪器和操作人员的基本要求。
9
、粒度测试的真实性：
通常的测量仪器都有准确性方面的指标。
由于粒度测试的特殊性，
通常用真实性来表示准确性方
面的含义。
由于粒
度测试所测得的粒径为等效粒径，
对同一个颗粒，
不同的等效方
法可能会得到
不同的等效粒径。
可见，由于测量方法不同，同一个
颗粒得到了两个不同的结果。也就是说，一个不规则形
状的颗粒，如果用一个数值来表示
它的大小时，这个数值不是唯一的，
而是有一系列的数值。
而<
/p>
每一种测试方法的都是针对颗粒的某一个特定方面进行的，
所得到
的数值是所有能表示颗粒大小
的一系列数值中的一个，
所以相同
样品用不同的粒度测试方法得到的结果有所不同的是客观原因
造成的。
< br>颗粒的形状越复杂，
不同测试方法的结果相差越大。
但这
并不意味着粒度测试结果可以
漫无边际，
而恰恰应具有一定的真
实性，
就是应比较真实地反映样品的实际粒度分布。
真实性目<
/p>
前还没有严格的标准，
是一个定性的概念。
但有些现象可以做为测试结果真实性好坏的依据。
比
如仪器对
标准样的测量结果应在标称值允许的误差范围内；经粉碎后的样品应比粉粉碎前更细；
经
分级后的样品的大颗粒含量应减少；结果与行业标准或公认的方法一致等。
二、粒度测试的基本方法
粒度测
试的方法很多，具统计有上百种。目前常用的有沉降法、激光法、筛分法、图像法和
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