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粉体粒度及其分布的测试设计摘要：粉体材料在国民经济、国防现代化、现代高科技领域中具有非常重要得意义，粉体粒度的测定是粉体研究生产的重要辅助手段。
“粒度”是指一个颗粒的大小。
粒度检测的方法可分为筛分分析法、沉降分析法、电感应式粒度仪、测比表面法和记数法, 常用的检测仪器和设备有标准筛、连续水析器、激光粒度仪、光学显微镜、显微图像仪等。
本文对粒度检测方法进行总结，并对粒度检测系统提出了设计方案。
关键词：粉体，测量，粒度分析，粒度分布Test design of particle size and its distribution(Hongrui Sun, Department of chemical and materials engineeringHefei University)Abstract：Powder material has very important significance in the national economy, national defense modernization and modern high-tech field, and the determination of powder particle size is an important assistant tool for the research of powder. "Grain size" is the size of a particle. Particle size measurement methods can be classified as sieving analysis method, the sedimentation analysis method, measurement than surface method and notation, the commonly used detection instruments and equipment have standard screen, continuous analysis of water capacitor, laser particle size analyzer, optical microscope, micro image analyzer. In this paper, the method of particle size detection is summarized, and the design scheme is presented for the grain size detection system.Keywords: powder, measurement, particle size analysis, particle size distribution一、现代常用的几种典型粒度检测方法1．筛分法筛分法测试粒度分布历史悠久、设备简单、结果直观、易于理解，同时测试样品量大、代表性强，仍被企业广泛应用，许多粉体材料粒度分布指标是筛分法结果。
粉体材料的粒度分析一、实验目的1．了解粉体颗粒度的物理意义及其在科研与生产中的作用；2．掌握颗粒度的测试原理及测试方法；3.学会激光法测粒度的基本操作程序。
二、实验原理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。
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。
1.粒度测试的基本知识（1）颗粒：颗粒是在一定尺寸范围内具有特定形状的几何体，如图1所示。
颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。
由大量不同尺寸的颗粒组成的颗粒群称为粉体。
（2）等效粒径：由于颗粒的形状多为不规则体，因此用一个数值很难描述一个三维几何体的大小。
只有球型颗粒可以用一个数值来描述它的大小，因此引入等效粒径的概念。
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，见图2。
那么这个球形颗粒的粒径就是该实际颗粒的等效粒径。
（3）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。
2.粒度测试中的典型数据(1)体积平均径D[4,3]和面积平均径D[3,2]：D[4,3]是一个通过体积分布计算出来的表示平均粒度的数据；D[3,2]是一个通过面积分布计算出来的表示平均粒度的数据。
它们是激光粒度测试中的一个重要的测试结果。
(2)中值：也叫中位径或D50，表示累计50%点的直径（类似的，D10表示累计10%点的直径；D90，表示累计90%点的直径）。
D50准确地将总体划分为二等份，也就是说有50%的颗粒大于此值，50%的颗粒小于此值。
中值被广泛地用于评价样品平均粒度的一个量。
粉体粒度分析及其测量（二）陶瓷材料是指用天然或合成化合物经过成型和高温烧结制成的一类无机非金属材料。
它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。
可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。
陶瓷材料中已崛起了精细陶瓷，它以抗高温、超强度、多功能等优良性能在新材料世界独领风骚。
精细陶瓷是指以精制的高纯度人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制工艺烧结的高性能陶瓷，因此又称先进陶瓷或新型陶瓷。
精细陶瓷有许多种，它们大致可分成三类。
1.陶瓷材料分类(1)结构陶瓷这种陶瓷主要用于制作结构零件。
机械工业中的一些密封件、轴承、刀具、球阀、缸套等都是频繁经受摩擦而易磨损的零件，用金属和合金制造有时也是使用不了多久就会损坏，而先进的结构陶瓷零件就能经受住这种“磨难”。
(2)电子陶瓷指用来生产电子元器件和电子系统结构零部件的功能性陶瓷。
这些陶瓷除了具有高硬度等力学性能外，对周围环境的变化能“无动于衷”，即具有极好的稳定性，这对电子元件是很重要的性能，另外就是能耐高温。
(3)生物陶瓷生物陶瓷是用于制造人体“骨骼-肌肉”系统，以修复或替换人体器官或组织的一种陶瓷材料。
精细陶瓷是新型材料中特别值得注意的一种，它有广阔的发展前途。
这种具有优良性能的精细陶瓷，有可能在很大的范围内代替钢铁以及其他金属而得到广泛应用，达到节约能源、提高效率、降低成本的目的；精细陶瓷和高分子合成材料相结合，可以使交通运输工具轻量化、小型化和高效化。
精陶材料将成为名副其实的耐高温的高强度材料，从而可用作包括飞机发动机在内的各种热机材料、燃料电池发电部件材料、核聚变反应堆护壁材料、无公害的外燃式发动机材料等。
精细陶瓷与高性能分子材料、新金属材料、复合材料并列为四大新材料。
有些科学家预言，由于精细陶瓷的出现，人类将从钢铁时代重新进入陶瓷时代。
2.陶瓷脆性的可改善性然而陶瓷材料也有一定不足之处，如其脆性过大，就会极大地影响陶瓷材料在多个领域中的应用。
Ⅱ.沉降天平法一．目的意义沉降法原理简单，操作计算容易，由于它不仅能测定粒度大小，还能测粒度分布，因而得到了广泛的应用，是测定微细物料粒度大小与分布的常用方法之一。
本实验的目的：① 掌握沉降天平法测粉末粒度的原理及方法；② 根据测定结果正确作出沉降曲线；③ 利用沉降曲线计算粉末试样各粒级的颗粒百分数。
二．基本原理1.斯托克斯理论沉降法是在适当的介质中使颗粒进行沉降，再根据沉降速度测定颗粒大小的方法，除了利用重力场进行沉降外，还可利用离心力场测定更细的物料的粒度。
该法的理论依据是众所周知的斯托克斯公式，即球形颗粒在液体中沉降时，其沉降速度v 由式（1）表示：22118)(X g v ηρρ−=（1） 式中 V ——— 颗粒的沉降速度；X ——— 球形颗粒的直径；ρ1——— 粉料的密度； ρ2——— 液体介质的密度； η ——— 液体介质的粘度；g ——— 重力加速度。
由此得到的直径： 2121])(18[gV X ρρη−= （2） X 称为斯托克斯直径。
实际上它是与试样颗粒具有相同沉降速度的球体的直径，因此，用沉降法测得的粒径有时也称为有效直径，颗粒形状不规则时要取适当的形状系数进行修正。
2.测试方法概述按照测定计算方法的不同，重力沉降和离心沉降都可以分为增量法和累积法两种。
增量法是测定距液面某一深度悬浊液的浓度随时间的变化，应用增量法测试的仪器主要有移液管、比重计、光透过仪等。
累积法是测定颗粒在悬浊液中的沉降速度或测量沉降容器底部颗粒的质量随时间的变化，应用累积法的测试仪器有沉降天平、Werner 管（又叫沉降柱）差压计法等。
其中沉降天平法是在不同的时间里称量沉降下来的颗粒重量的方法，它的最大缺点是进行一次分析所需要的时间较长，因为必须等待至悬浮液中大部分粉末沉积到天平盘上为止。
但它可取之处是所需粉末量少（一般约0.5克），这一点对于材料为有毒的或只能得到少量材料的情况是很重要的，且此法很易实现自动化，仪器结构简单、容易操作，因此目前仍在一些实验室中应用。
