粒度測試的基本概念和基本知識

粒(li)度(du)測(ce)試(shi)是(shi)通(tong)過(guo)特(te)定(ding)的(de)儀(yi)器(qi)和(he)方(fang)法(fa)對(dui)粉(fen)體(ti)粒(li)度(du)特(te)性(xing)進(jin)行(xing)表(biao)征(zheng)的(de)一(yi)項(xiang)實(shi)驗(yan)工(gong)作(zuo)。粉(fen)體(ti)在(zai)我(wo)們(men)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)和(he)工(gong)農(nong)業(ye)生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)非(fei)常(chang)廣(guang)泛(fan)。如(ru)麵(mian)粉(fen)、水泥、塑料、造紙、橡膠、陶瓷
、藥yao品pin等deng等deng。在zai的de不bu同tong應ying用yong領ling域yu中zhong，對dui粉fen體ti特te性xing的de要yao求qiu是shi各ge不bu相xiang同tong的de，在zai所suo有you反fan映ying粉fen體ti特te性xing的de指zhi標biao中zhong，粒li度du分fen布bu是shi所suo有you應ying用yong領ling域yu中zhong受shou關guan注zhu的de一yi項xiang指zhi標biao。所suo以yi客ke觀guan真zhen實shi地di反fan映ying粉fen體ti的de粒li度du分fen布bu是shi一yi項xiang非fei常chang重zhong要yao的de工gong作zuo。下xia麵mian就jiu我wo具ju體ti講jiang一yi下xia關guan於yu粒li度du測ce試shi方fang麵mian的de基ji知zhi識shi和he基ji本ben方fang法fa。

一
、粒度測試的基本知識
    1
、顆粒：在一尺寸範圍內具有特定形狀的幾何體。這裏所說的一尺寸一般在毫米到納米之間

，顆粒不僅指固體顆粒，還有霧滴
、油珠等液體顆粒。
    2、粉休：由大量的不同尺寸的顆粒組成的顆粒群。
    3、粒度：顆粒的大小叫做顆粒的粒度。
    4、粒度分布：用(yong)特(te)定(ding)的(de)儀(yi)器(qi)和(he)方(fang)法(fa)反(fan)映(ying)出(chu)的(de)不(bu)同(tong)粒(li)徑(jing)顆(ke)粒(li)占(zhan)粉(fen)體(ti)總(zong)量(liang)的(de)百(bai)分(fen)數(shu)。有(you)區(qu)間(jian)分(fen)布(bu)和(he)累(lei)計(ji)分(fen)布(bu)兩(liang)種(zhong)形(xing)式(shi)。區(qu)間(jian)分(fen)布(bu)又(you)稱(cheng)為(wei)微(wei)分(fen)分(fen)布(bu)或(huo)頻(pin)率(lv)分(fen)布(bu)，它(ta)表(biao)示(shi)一(yi)係(xi)列(lie)粒(li)徑(jing)區(qu)間(jian)中(zhong)顆(ke)粒(li)的(de)百(bai)分(fen)含(han)量(liang)。累(lei)計(ji)分(fen)布(bu)也(ye)叫(jiao)積(ji)分(fen)分(fen)布(bu)，它(ta)表(biao)示(shi)小(xiao)於(yu)或(huo)大(da)於(yu)某(mou)粒(li)徑(jing)顆(ke)粒(li)的(de)百(bai)分(fen)含(han)量(liang)。
    5
、粒度分布的表示方法：
     ① 表格法：用表格的方法將粒徑區間分布、累計分布一一列出的方法。
     ② 圖形法：在直角標係中用直方圖和曲線等形式表示粒度分布的方法。
     ③ 函數法：用數學函數表示粒度分布的方法。這種方法一般在理論研究時用。如著名的Rosin-Rammler分布就是函數分布。
    6
、粒徑和等效粒徑：
    粒(li)徑(jing)就(jiu)是(shi)顆(ke)粒(li)直(zhi)徑(jing)。這(zhe)概(gai)念(nian)是(shi)很(hen)簡(jian)單(dan)明(ming)確(que)的(de)
，那(na)麼(me)什(shen)麼(me)是(shi)等(deng)效(xiao)粒(li)徑(jing)呢(ne)，粒(li)徑(jing)和(he)等(deng)效(xiao)粒(li)徑(jing)有(you)什(shen)麼(me)關(guan)係(xi)呢(ne)？我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)，隻(zhi)有(you)圓(yuan)球(qiu)體(ti)才(cai)有(you)直(zhi)徑(jing)
，其(qi)它(ta)形(xing)狀(zhuang)的(de)幾(ji)何(he)體(ti)是(shi)沒(mei)有(you)直(zhi)徑(jing)的(de)
，而(er)組(zu)成(cheng)粉(fen)體(ti)的(de)顆(ke)粒(li)又(you)絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)不(bu)是(shi)圓(yuan)球(qiu)形(xing)的(de)，而(er)是(shi)各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)不(bu)規(gui)則(ze)形(xing)狀(zhuang)的(de)，有(you)片(pian)狀(zhuang)的(de)、針狀的、多(duo)棱(leng)狀(zhuang)的(de)等(deng)等(deng)。這(zhe)些(xie)複(fu)雜(za)形(xing)狀(zhuang)的(de)顆(ke)粒(li)從(cong)理(li)論(lun)上(shang)講(jiang)是(shi)不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)用(yong)直(zhi)徑(jing)這(zhe)個(ge)概(gai)念(nian)來(lai)表(biao)示(shi)它(ta)的(de)大(da)小(xiao)的(de)。而(er)在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)中(zhong)直(zhi)徑(jing)是(shi)描(miao)述(shu)一(yi)個(ge)顆(ke)粒(li)大(da)小(xiao)的(de)直(zhi)觀(guan)
、簡單的一個量，我們又希望能用這樣的一個量來描述顆粒大小，所以在粒度測試的實踐中的我們引入了等效粒徑這個概念。
    dengxiaolijingshizhidangyigekelidemouyiwulitexingyutongzhideqiuxingkelixiangtonghuoxiangjinshi，womenjiuyonggaiqiuxingkelidezhijinglaidaibiaozhegeshijikelidezhijing。namezhegeqiuxingkelidelijingjiushigaishijikelidedengxiaolijing。dengxiaolijingjutiyouruxiajizhong：
    ① 等效體積徑：與實際顆粒體積相同的球的直徑。一般認為激光法所測的直徑為等效體積徑。
    ② 等效沉速徑：在相同條件下與實際顆粒沉降速度相同的球的直徑。沉降法所測的粒徑為等效沉速徑，又叫Stokes徑。
    ③ 等效電阻徑：在相同條件下與實際顆粒產生相同電阻效果的球形顆粒的直徑。庫爾特法所測的粒徑為等效電阻徑。
    ④ 等效投進麵積徑：與實際顆粒投進麵積相同的球形顆粒的直徑。顯向鏡法和圖像法所測的粒徑大多是等效投影麵積直徑。
    7、表示粒度特性的幾個關鍵指標：
    ① D50：一個樣品的累計粒度分布百分數達到50%時所對應的粒徑。它的物理意義是粒徑大於它的顆粒占50%，小於它的顆粒也占50%，D50也叫中位徑或中值粒徑。D50常用來表示粉體的平均粒度。
    ② D97：一個樣品的累計粒度分布數達到97%時所對應的粒徑。它的物理意義是粒徑小於它的的顆粒占97%。D97常用來表示粉體粗端的粒度指標。
其它如D16、D90等參數的定義與物理意義與D97相似。
    ③ 比表麵積：單位重量的顆粒的表麵積之和。比表麵積的單位為m2/kg或cm2/g。比表麵積與粒度有一定的關係，粒度越細，比表麵積越大，但這種關係並不一定是正比關係。
    8、粒度測試的重複性：同一個樣品多次測量結果之間的偏差。重複性指標是衡量一個粒度測試儀器和方法好壞的重要的指標。它的計算方法是：
  其中
，n為測量次數（一般n>=10）；
        x i為每次測試結果的典型值（一般為D50值）；
        x為多次測試結果典型值的平均值；
        σ為標準差；
       δ為重複性相對誤差。
    影響粒度測試重複性有儀器和方法本身的因素；樣品製備方麵的因素；環境與操作方麵的因素等。粒度測試應具有良好的重複性是對儀器和操作人員的基本要求。
    9

、粒度測試的真實性：
通tong常chang的de測ce量liang儀yi器qi都dou有you準zhun確que性xing方fang麵mian的de指zhi標biao。由you於yu粒li度du測ce試shi的de特te殊shu性xing，通tong常chang用yong真zhen實shi性xing來lai表biao示shi準zhun確que性xing方fang麵mian的de含han義yi。由you於yu粒li度du測ce試shi所suo測ce得de的de粒li徑jing為wei等deng效xiao粒li徑jing，對dui同tong一yi個ge顆ke粒li，不bu同tong的de等deng效xiao方fang法fa可ke能neng會hui得de到dao不bu同tong的de等deng效xiao粒li徑jing。
    可ke見jian，由you於yu測ce量liang方fang法fa不bu同tong，同tong一yi個ge顆ke粒li得de到dao了le兩liang個ge不bu同tong的de結jie果guo。也ye就jiu是shi說shuo，一yi個ge不bu規gui則ze形xing狀zhuang的de顆ke粒li

，如ru果guo用yong一yi個ge數shu值zhi來lai表biao示shi它ta的de大da小xiao時shi，這zhe個ge數shu值zhi不bu是shi的de
，而er是shi有you一yi係xi列lie的de數shu值zhi。而er每mei一yi種zhong測ce試shi方fang法fa的de都dou是shi針zhen對dui顆ke粒li的de某mou一yi個ge特te定ding方fang麵mian進jin行xing的de
，所suo得de到dao的de數shu值zhi是shi所suo有you能neng表biao示shi顆ke粒li大da小xiao的de一yi係xi列lie數shu值zhi中zhong的de一yi個ge，所suo以yi相xiang同tong樣yang品pin用yong不bu同tong的de粒li度du測ce試shi方fang法fa得de到dao的de結jie果guo有you所suo不bu同tong的de是shi客ke觀guan原yuan因yin造zao成cheng的de。顆ke粒li的de形xing狀zhuang越yue複fu雜za
，不bu同tong測ce試shi方fang法fa的de結jie果guo相xiang差cha越yue大da。但dan這zhe並bing不bu意yi味wei著zhe粒li度du測ce試shi結jie果guo可ke以yi漫man無wu邊bian際ji
，而er恰qia恰qia應ying具ju有you一yi定ding的de真zhen實shi性xing，就jiu是shi應ying比bi較jiao真zhen實shi地di反fan映ying樣yang品pin的de實shi際ji粒li度du分fen布bu。真zhen實shi性xing目mu前qian還hai沒mei有you嚴yan格ge的de標biao準zhun，是shi一yi個ge定ding性xing的de概gai念nian。但dan有you些xie現xian象xiang可ke以yi做zuo為wei測ce試shi結jie果guo真zhen實shi性xing好hao壞huai的de依yi據ju。比bi如ru儀yi器qi對dui標biao準zhun樣yang的de測ce量liang結jie果guo應ying在zai標biao稱cheng值zhi允yun許xu的de誤wu差cha範fan圍wei內nei；經粉碎後的樣品應比粉粉碎前更細；經分級後的樣品的大顆粒含量應減少；結果與行業標準或公認的方法一致等。