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《粒度分析及测量》PPT课件

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第2章粉体粒度分析及测量ppt课件

第2章粉体粒度分析及测量ppt课件


精选课件
3
颗粒
精选课件
粉体
4
2.1.1单个颗粒尺寸的表示方法
颗粒的大小是粉体诸多物性中最主要的特性值，用其 在空间范围所占据的线性尺寸来表示。颗粒的大小通常 用“粒径”和“粒度”来表示。
粒径——颗粒的尺寸，习惯上表示颗粒大小时用粒径。 粒度——颗粒的大小，表示颗粒大小的分布时用粒度。
精选课件
5
直径D
在工程中根据不同的使用目的，对颗粒形状有着不同
的要求，例如，用作砂轮的研磨料：有好的填充结构，故
选有棱角；铸造用砂：强度高、孔隙率大以便排气，故以
球形颗粒为宜；混凝土集料：强度高、紧密的填充结构，
故碎石以正多面体为理想形状。
精选课件
18
1. 颗粒的形状系数
人们常常用某些量的数值来表示颗粒的形状，这些量可统 称为形状因子。这些形状因子反应着颗粒的体积、表面积乃至 在一定方向上的投影面积与某种规定的粒径dj的相应次方的关 系，这些次方的比例关系又常称为形状系数。
f(Dp)或f(ΔDp)表示。样品中的颗粒总数用N表示，这样
有如下关系：
或者
f
(DP)
np N
100%
f(DP)nNp 100%
这种频率与颗粒大小的关系，称为频率或频度分布。
精选课件
30
h 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 总和
表2-5 颗粒大小的分布数据
最小：1.5 最大：12.2
（1）表面积形状系数：与某种粒径dj相联系的表面积
形状系数φs,j
S,j
S
d
2 j
球：S,j
立 方 体 ： S,j6
s , j 与π的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
粒度测量方法 PPT课件

粒度测量方法 PPT课件


形状系数
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
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：
Q kdp
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：
形状系数
•表面形状因子
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
Sj
S
d
2 j
(j表示征对于该种粒径的规定)
与π的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
性能特点
• 测量的动态范围大，动态范围越大越方便，目 前先进的激光粒度可以超过1：1000；
• 测量速度快，从进样至输出测试报告，只需 1min，是目前最快的仪器之一；
• 重复性好，由于取样量多，对同一次取样进行 超过100次的光电采样，故测量的重复精度很高， 达1%以内；
• 操作方便，不受环境温度影响（相对于沉降 仪），不存在堵孔问题（相对库尔特计数器）
• 库尔物颗粒计数器是基于小孔电阻原理， 即电阻增量是正比于颗粒体积
R
S2
V
V
S :小孔横截面面积
： 小孔内电解液的电阻率
性能特点
• 分辨率高，是现有各种粒度仪中最高的； • 测量速度快，一个样品只需15s左右； • 重复性好，一次测1万个左右颗粒，代表性好，
测量重复性较高；
• 操作简便，整个过程自动完成； • 动态范围较小，对同一小孔管约为20：1； • 易发生堵孔故障； • 测量下限不够小，愈小愈易堵孔，下限为1微米
被测参数
分析方法
粒度范围，微米
备注
激光散射
0.005～5
快速
横截面积
激光衍射 X 光小角度散射
0.05～50 0.008～0.2
快速
粉体粒度分析及测量

粉体粒度分析及测量

原理
电感应法利用电场对粉体颗粒的感应作用， 通过测量颗粒通过电场时引起的电信号变 化来计算其粒径大小。
优点
测量速度快、精度高、无需使用任何液体。
应用
电感应法适用于测量导电性较好的粉体， 如金属粉末、炭黑等。
缺点
设备成本较高，且对非导电性粉体不适用。
03
粉体粒度测量应用
工业生产中的应用
生产控制
通过测量粉体粒度，可以控制生 产过程中的原料配比、工艺参数 和产品质量，确保生产的稳定性
天然粉体如土壤、沙子等，人 造粉体如水泥、颜料、食品等。
粒度分析的意义
了解粉体的粒度分布
提高生产效率
粒度分布是粉体的一个重要特性，影 响粉体的性能和应用。
了解粉体粒度分布有助于优化生产工 艺，提高生产效率。
控制产品质量
通过对粒度的控制，可以调整产品的 性能，满足不同应用需求。
粒度分析的方法
筛分法
和一致性。
优化工艺
了解粉体粒度的分布和特性，有助 于优化生产工艺，提高生产效率和 降低能耗。
混合与分散
在粉体加工过程中，粒度的测量有 助于评估粉体的混合和分散效果， 提高产品的均匀性和稳定性。
科学研究中的应用
材料科学
粉体粒度测量在材料科学领域中 用于研究材料的物理和化学性质， 如光、电、磁等性质与粒度的关
粉体粒度分析及测量
• 粉体粒度分析简介 • 粉体粒度测量技术 • 粉体粒度测量应用 • 粉体粒度测量技术的发展趋势 • 粉体粒度测量中的问题与挑战
目录
01
粉体粒度分析简介
粉体的定义与分类
粉体是由固体微粒组成的集合 体，通常指粒径在微米至毫米 范围内的非均匀混合物。
根据来源和用途，粉体可分为 天然粉体和人造粉体两大类。
粒度分析PPT课件

粒度分析PPT课件

围为14~19微米。
.
38
No Image
/10/29
.
39
nmin nmax n平均 S
特征粒径 x’min x’max x平均
S
检测 数
沉降 天平
1.09
1.36
1.19
0.08
28.5
38.7
33.2
3.70
12
激光 分析
0.81
0.99
0.89
0.05
21.5
28.3
25.6
2.09
12
.
31
激光法向细粉方向移动，细粉含量偏高。
因为其超声分散更彻底. 。
颗粒粒径累计分布表示小于（大于）某 粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒 径的关系（积分曲线）。
.
15
平均粒径
粒径表示形式
算术平均直径
D1
1
100
idi
几何平均直径 logDg i logdi / i
调和平均直径 Dh i /i di
平均面积径 Ds idi2 / i
除了平均粒径，还须用偏差系数K偏 来说明粉体的均匀程度。
其中，
x 1 ln x S d 50
S ln d 50 d 16
d50, d16 分别为 筛析通过量为 50% 和16% 时 的粒径。
d50可作为特征粒径，相当于x’ ；S表示
颗粒分布宽度，相当于n值。
.
14
3. 粒群的平均粒径
实际粉体的颗粒大小也可以以平均粒径 表示。
颗粒粒径频率分布表示各个粒径相对应 的颗粒百分含量（微分曲线）。
1. 单个颗粒的粒径表示方法：
指定的线段：长轴径，短轴径，定方向径
粉体力学与工程之粉体粒度分析及测量培训课件PPT(共 50张)

粉体力学与工程之粉体粒度分析及测量培训课件PPT(共 50张)


（2）费雷特直径
沿一定方向测量颗粒投影轮廓的两端相切的切线间的垂直距离，在
一个固定方向上的投影长度，称为“弗雷特直径” df。
2019/9/2
机械与汽车工程学院
（3）投影直径 dP
是用一个与颗粒投影面积大致相等的圆的直径来表示的。
2019/9/2
机械与汽车工程学院
当量径
与颗粒有某种等量关系的球或投影圆的直径。
第2章 粉体粒度分析及测量
• 基本要求：掌握单颗粒尺寸的表示方法和 颗粒形状因数、粉体的粒度分布、粉体粒 度测量技术。
• 重点：粉体颗粒的特性参数的定义及测量 方法。
机械与汽车工程学院
2.1单颗粒尺寸的表示方法和颗粒形状因数
颗粒的大小和形状是粉体材料最重要的物性 特性表征量。
直径D
2019/9/2
颗粒频率分布函数
2019/9/2
dmax d min
f (Dp )dDp
100%
机械与汽车工程学院
（2）累计分布
•大于某一粒径Dp的颗粒质量占颗粒群总质量的百分
数，称筛上（余）累计分布（累计百分数R（ Dp ），
％,用“+”表示）
•小于某一粒径Dp的颗粒质量占颗粒群总质量的百
分数，称筛下累计分布（累计百分数D（ Dp ），％，
s
ds2
投影圆当量径 与颗粒投影面积相等的圆的直径
da
4a

等周长圆当量径 与颗粒投影外形周长相等的圆的直径
2019/9/2
dl

l

机械与汽车工程学院
以上各种粒径是纯粹的几何表征量，描述了颗粒在 三维空间中的线性尺度。在实际粉末颗粒测量中，还 有依据物理测量原理，例如运动阻力，介质中的运动 速度等获得的颗粒粒径，这时的粒径已经失去了通常 的几何学大小的概念，而转化为材料物理性能的描述。 因此，除球体以外的任何形状的颗粒并没有一个绝对 的粒径值，描述它的大小必须要同时说明依据的规则 和测量的方法。
粉体工程课件 PPT

粉体工程课件 PPT

• 相 n4，对…应…的，颗n粒i，个…数…为…：nnn；1，总个n数2，Nn=3，ni • 相 w4对，应…的…，颗w粒i，质…量…为..：wwn。1，总w质2量，Ww=3，Wi
大家好 26
平均粒径计算公式
• 1.个数长度平均径
• 公式：
Dnl
(nd)
n
(wd2) (wd3)
大家好 27
大家好 50
大家好 51
100
100
筛下累积分布 （%） 筛上累积分布 （%）
75
75
50
50
25
25
D50
0
0
0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5
粒径，微米 图2-5 筛上和筛下累积分布直方图与曲线图
大家好 52
3. 频率分布和累积分布的关系
fi( D p D p ) 2 fi( D p D 5) 2 0
• 式中 DP=d50——平均粒径；
•
σ——分布的标准偏差；
• 它反映分布对于的分散程度。
大家好 63
频率，%
1
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0
1
2
3
4
5
6
粒径，（微米） 图 2-7 正态分布的频率分布曲线
(nd2) n
(wd) (wd3)
大家好 31
• 6个数体积平均径 • 公式：
Dnv3
(nd3) n 3
w (wd3)
大家好 32
• 7长度体积平均径 • 公式：
Dlv
(nd3) (nd)
《粒度测量方法》课件

《粒度测量方法》课件

定量分析。
X射线衍射技术
将粒度测量与X射线衍射技术结 合，可实现结晶态颗粒的粒度测
量。
粒度测量技术的标准化与规范化
制定统一的测量标准
01
推动制定国际统一的粒度测量标准，确保不同方法之间的可比
性和一致性。
建立标准化实验室
02
建立国际和国内标准化实验室，开展粒度测量方法的验证和比
对，提高测量精度和可靠性。
沉降法
总结词：操作复杂 详细描述：需要使用大量液体和精密仪器，操作较为复杂，需要专业人员操作。
沉降法
总结词
测量成本高
详细描述
需要使用精密仪器和大量液体，测量成本较高。
激光法
总结词
通过激光散射测量颗粒大小
详细描述
利用激光对颗粒进行散射，通过散射 光的分布计算颗粒大小，测量效率较 高。
激光法
总结词：适用范围较广 详细描述：适用于各种颗粒的测量，测量效率较高，精度较好。
《粒度测量方法》ppt 课件
CONTENTS 目录
• 粒度测量概述 • 粒度测量方法分类 • 粒度测量中的数据处理技术 • 粒度测量技术的发展趋势 • 粒度测量在各领域的应用案例
CHAPTER 01
粒度测量概述
粒度测量的定义与重要性
总结词
粒度测量是测量颗粒物质粒径和粒度分布的方法，对于工业生产、环境保护、医疗健康等领域具有重要意义。
详细描述：操作简单，易于掌 握，不需要专业人员操作。
总结词：测量成本低
详细描述：不需要使用昂贵设 备，测量成本较低。
沉降法
总结词
通过颗粒沉降速度测量颗粒大小
详细描述
根据颗粒在液体中的沉降速度计 算颗粒大小，适用于大颗粒的测 量，精度较高。
粒度分析及测量PPT34页

粒度分析及测量PPT34页


粒度分析及测量
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
《粒度分析及测量》PPT课件

《粒度分析及测量》PPT课件

式中 wi---时间间隔ti后颗粒的质量分数， Ts---悬浮物的初始透过率， Ti---时间间隔ti后悬浮物的透过率 。
在给定时间间隔ti后，颗粒系统中所有大于di的颗 粒都从初始均匀悬浮颗粒表面沉降距离h,
如果该颗粒初始均匀质量浓度是ρ s(g/ml),ti后在 距离h内的质量浓度是ρ i(g/ml),则小于di 的颗粒 的质量分数wi为
电镜-小型图像仪法
对于纳米颗粒、原子团或原子簇等零维物质， 尺寸约在几十纳米以下，小于磁性物质的磁畴和导 体中电子的平均自由程，即颗粒达到了临界尺寸。 对于这种物质，可以用电子显微镜直接观察其粒径、 分布及微观形貌。
采用电镜暗场像技术，以环围方式围住一个或数个 衍射环的一部分，仅允许满足某个或某些特定的 Bragg 角的衍射光束通过，由于晶面随机取向，原 来团聚的相邻颗粒的暗场像上有的显示，而有的不 显示，呈现“分散的”单纳米颗粒的图像。电镜暗 场像技术可分辨5nm及更小的颗粒，适合于细晶粒 的测定。
由于汞不能使大多数固体物质湿润，必须施加外力， 才能使汞进入固体的孔中。
孔径越小，所施加的压力就越大，这就是压汞法 的基本原理。
以σ 表示汞的表面张力，φ 表示汞与固体的接触 角，当汞进入半径为r的孔中所需要的压力为p， 则截面上受到的压力为r2 π p, 而由表面张力产 生的反方向张力为2πr rσ cosφ ,当两力平衡时有：
r=2σ cosφ /p
上式表示压力为p时，汞能进入孔的最小半径。常 温下，上式可简化为：
r=764.5/p
压力/Mpa 0.102 1.02 10.1 101.9 1010
孔半径/nm 7500 750 75 7.5 0.75
现代压汞仪具有高达400 Mpa的高压系统，测 量下限可达3nm。
第六章 粒度分析和测量-ppt课件

第六章 粒度分析和测量-ppt课件

精选PPT课件194、峰度（KG）：
峰度是用来衡量粒度频率曲线尖锐程度的参数。 峰度值一般是用频率曲线尾部展开度与中部展开度 之比来表示的，其公式为：
在对称正态曲线中，φ95与φ5之间粒度间距 （尾部展开度）是φ75与φ25之间粒度间距（中部展 开度）的2.44倍，因此正态粒度分布的KG =1。
精选PPT课件
中值的含意是指它在粒度上居于样品的中央，有
一半重量的颗粒大于它，另有一半小于它。
精选PPT课件
12
（2）平均粒径（Mz）：
φ16、φ50和φ84分别代表累积曲线上百分含量为16%、 50%、84%三处的粒径（φ值）。
平均粒径和中值的意义：
代表粒度分布的集中趋势，即物质的粒度一般是趋向 于围绕着一个平均的数值分布，这个数值就是平均粒径 或中值或众数。
图形法：用直方图和曲线等图形方式表示粒度分布
的方法。
精选PPT课件
5
1. 直方图
直方图是最常用的粒度
组分图件，它是由一系列相
邻的长方块构成的。各长方
形的底边可等长，也可不等
长。其长度代表粒度区间；
长方形的高代表每种粒度区
间占颗粒总量百分比。
过去横坐标一般用对数
标度，现在应用更广的是φ
值标度和颗粒的粒径；纵坐
（2）正偏态：
曲线形态不对称，峰偏向粗粒度一侧，细粒一侧 有一低的尾部，说明样品以粗组分为主，分选性变差 。 SK1＞0
（3）负偏态：
曲线形态不对称，峰偏向细粒度一侧，粗粒一侧
有一低的尾部，说明样品以细组分为主，分选性变差。
SK1＜0。
精选PPT课件
18
偏度的分级：
SK1=－1～－0.3，很负偏； SK1=－0.3～－0.1，负偏； SK1=－0.1～＋0.1，近对称； SK1=＋0.1～＋0.3，正偏； SK1=＋0.3～＋1，很正偏；
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图 沉降法 激光衍射法
装置
测量结果
放大装置
粒度分布/形状
标准筛/震动装置 粒度分布直方
沉降天平/透过法 粒度分布
激光粒度仪
粒度分布
直接观察法: 人眼, 放大镜, 投影仪,扫描电镜等;
筛分法: 标准筛+ 震动装置, 适合1—100000微 米之间颗粒分布 标准筛:每平方英寸网眼数目-------目 目数越大,颗粒越细小;
激光衍射法:
激光衍射法的原理基于Fraunhofer衍射理论:单 球形颗粒对光的衍射与相同直径的圆孔相同,颗粒 大小可以直接通过散射角θ 的大小表现出来. λ ---波长
d=1.22λ /sinθ
颗粒大小与散射角θ 有关,,小颗粒对激光的散射 角大,大颗粒对激光的散射角小,通过对散射角向 散射光强的测量及相应计算即可样品的粒度分布
7.1.3 粒度参数
计算粒度参数常与累积曲线相结合,以累积百分比 处的颗粒直径为依据计算.
中值: P50
平均粒径: (P25 +P75 )/2
分选系数:表示颗粒大小的均匀程度或表现围绕集 中趋势的离差. S0= P25 /P75
7.2 粒度测试
方法 直接观察法 筛分法
表示粒径分布最简单的方法是直观图，即测量颗 粒体系最小至最大粒径范围，并将其划分若干粒 径区间，把对应于每个粒径区间出现的频率。
频率的内容可以用颗粒的数目、质量、表面积或 体积等等，当测量的数目足够多时，可以用统计 的数学方程表示粒径的分布，一般情况下多能较 好地符合高斯分布。
直方图 频率曲线 ห้องสมุดไป่ตู้累积曲线
wi=ρ i/ρ s×100%
Micromerieics公司生产的Sedi Graph 5100型粒度 分析以示此类仪器的代表，其X射线发射能量较低， 对操作者无伤害，可测的粒度范围时0.1--300µm。
操作时，将经过充分分散和悬浮处理的样品悬浮物 导入分析池，待循环到样品池中悬浮物有代表性时， 进行测试。X射线从分析池的底部开始扫描，分析 池则向下移动至扫描结束。
沉降法:
对于粒径在1μ m以上的颗粒，常用标准筛进行筛分，此外 还有光学显微镜、重力沉降法等等。1μ m以下的颗粒用上 述方法则测量误差较大，应当用电子显微镜、粒子沉降光 散射法等。
① 沉降X-射线光透法
沉降X-射线光透法的原理是利用X-射线检测颗粒 系统沉降过程中悬浮物透射率的变化来表示粒径
孔径分布是多孔材料的重要性质之一，对多孔体的
透过性、渗透速率、过滤性能等其它一系列的性质 均具有显著的影响，如多孔材料过滤器的主要功能 是截留流体中分散的固体颗粒，其孔径及孔径分布 就决定了过滤精度和截留效率。基于此，孔径分布 表征方式及测定方法受到广泛关注。多孔材料的孔 径指多孔体中孔隙的名义直径，一般都有平均或等 效的意义，其表征方式有最大孔径、平均孔径、孔 径分布等。具体方法有：断面直接观测法、气泡法、 透过法、压汞法、气体吸附法、离心力法、悬浮液 过滤法、X 射线小角度散射法等。
ρ o-----介质密度 g------重力加速度
对于非球型颗粒，当d对 u满足duρ o/η <0.3(雷诺
准数值)时，其等效粒径可适用Stokes定律。
在此情况下，经t时间间隔，沉降距离为h,则等效 粒径于其沉降距离间的关系为

d=k(h/t)1/2
颗粒的质量分布与透过率的关系是： wi=InTs/InTi×100%
电镜-小型图像仪法
对于纳米颗粒、原子团或原子簇等零维物质， 尺寸约在几十纳米以下，小于磁性物质的磁畴和导 体中电子的平均自由程，即颗粒达到了临界尺寸。 对于这种物质，可以用电子显微镜直接观察其粒径、 分布及微观形貌。
采用电镜暗场像技术，以环围方式围住一个或数个 衍射环的一部分，仅允许满足某个或某些特定的 Bragg 角的衍射光束通过，由于晶面随机取向，原 来团聚的相邻颗粒的暗场像上有的显示，而有的不 显示，呈现“分散的”单纳米颗粒的图像。电镜暗 场像技术可分辨5nm及更小的颗粒，适合于细晶粒 的测定。
的。
在重力场作用下，颗粒通过粘滞流时，平均沉降 速度与颗粒尺寸有关，其关系可以用Stokes定律 描述：

d = Ku1/2
K = [18η /(ρ -ρ o)g]1/2

式中

d-----球型颗粒直径 K-----常数 u---- 平均沉降速度
η -----介质粘度 ρ -----颗粒密度
式中 wi---时间间隔ti后颗粒的质量分数， Ts---悬浮物的初始透过率， Ti---时间间隔ti后悬浮物的透过率 。
在给定时间间隔ti后，颗粒系统中所有大于di的颗 粒都从初始均匀悬浮颗粒表面沉降距离h,
如果该颗粒初始均匀质量浓度是ρ s(g/ml),ti后在 距离h内的质量浓度是ρ i(g/ml),则小于di 的颗粒 的质量分数wi为
激光粒度分析仪检测范围为0.04-2000微米,仪器 由四部分组成
光学系统—激光发生器,透镜,检测器等; 循环系统—超声发生器,循环泵等; 进样系统---自动进样平台; 控制系统---计算机,软件
p408
影响因素: 分散介质—水,水+甘油,乙醇,水+乙醇等; 分散液超声时间—充分分散,不击碎颗粒; 表面活性剂类型及浓度—有利于分散; 样品浓度---透过率在2-10%合适; 测量温度---20-35℃ 分散液放置时间---超声分散后立即测定
7.1 概述 7.1.1粒度的概念
粒度是颗粒在空间范围所占大小的线性尺寸. 粒度越小,颗粒越细微.
颗粒常用等效球径表示:
均匀球形颗粒的粒径就是指球的直径，非球型的不 规则颗粒的粒径用“等效球直径”表示，
7.1.2 粒度的分布 颗粒系统是指以不同粒径的多分散颗粒体系，测
量单个颗粒的粒径意义不大。
固体材料的孔结构表征与比表面积测定是最基本 的宏观物理性质之一，孔和表面与材料性能关系密 切,如孔和表面是多项催化反应进行的空间。
对于多数催化剂而言，由于其多孔结构和具有一定 的颗粒大小，在生产条件下，催化反应往往受到扩 散的影响。
因此，催化剂的活性、选择性等性能都与孔结构和 比表面积有关。