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平均粒径是全国科学技术名词审定委员会审定、公布的科技类名词。

关于中国文字的起源[1]主要有两种观点:起源于刻画符号和“图画文字”起源说[2]。我们现在已知的最早的文字是安阳殷墟出土的甲骨文

名词解释

平均粒径,对于一个由大小和形状不相同的粒子组成的实际粒子群,与一个由均一的球形粒子组成的假想粒子群相比,如果两者的粒径全长相同,则称此球形粒子的直径为实际粒子群的平均粒径。

颗粒:在一定尺寸范围内具有特定形状的合体。

粉体:有大量的不同尺寸的颗粒组成的颗粒群。

这里所说的尺寸一般指在毫米到纳米之间。颗粒不仅指固体颗粒,还有雾滴、油珠等液体颗粒。

物理意义

粒径即颗粒的直径。大多数的颗粒并不是标准的圆球形的,而是不规则的,它们的粒径要用平均值来表示。

平均粒径的物理意义:表示分散固体颗粒群几何尺寸的一种尺度。

粒度测试筛分法

筛分法是一种最传统的粒度测试方法。它是使颗粒通过不同尺寸的筛孔来测试粒度的。筛分法分干筛和湿筛两种形式,可以用单个筛子来控制单一粒径颗粒的通过率,也可以用多个筛子叠加起来同时测量多个粒径颗粒的通过率,并计算出百分数。筛分法有手工筛、振动筛、负压筛、全自动筛等多种方式。颗粒能否通过筛几与颗粒的取向和筛分时间等素因素有关,不同的行业有各自的筛分方法标准。

粒度测试电阻法

电阻法又叫库尔特法,是由美国一个叫库尔特的人发明的一种粒度测试方法。这种方法是根据颗粒在通过一个小微孔的瞬间,占据了小微孔中的部分空间而排开了小微孔中的导电液体,使小微孔两端的电阻发生变化的原理测试粒度分布的。小孔两端的电阻的大小与颗粒的体积成正比。当不同大小的粒径颗粒连续通过小微孔时,小微孔的两端将连续产生不同大小的电阻信号,通过计算机对这些电阻信号进行处理就可以得到粒度分布了。

用库尔特法进行粒度测试所用的介质通常是导电性能较好的生理盐水。

粒度测试光阻法

光阻法(Light Blockage),又称为光障碍法或光遮挡法,是利用微粒对光的遮挡所发生的光强度变化进行微粒粒径检测的方法,检测范围从1μm到2.5mm。

工作原理:当液体中的微粒通过一窄小的检测区时,与液体流向垂直的入射光,由于被不溶性微粒所阻挡,从而使传感器输出信号变化,这种信号变化与微粒的截面积成正比,光阻法检查注射液中不溶性微粒即依据此原理。

粒度测试显微图像法

显微图像法包括显微镜、CCD摄像头(或数码像机)、图形采集卡、计算机等部分组成。它的基本工作原理是将显微镜放大后的颗粒图像通过CCD摄像头和图形采集卡传输到计算机中,由计算机对这些图像进行边缘识别等处理,计算出每个颗粒的投影面积,根据等效投影面积原理得出每个颗粒的粒径,再统计出所设定的粒径区间的颗粒的数量,就可以得到粒度分布了。

由于这种方法单次所测到的颗粒个数较少,对同一个样品可以通过更换视场的方法进行多次测量来提高测试结果的真实性。除了进行粒度测试之外,显微图像法还常用来观察和测试颗粒的形貌。

该方法减少了人为观测误差,提高了测试速度,但它的制样要求高、操作复杂且设备昂贵。显微镜图像法的测量结果主要表征颗粒的二维尺寸(长度和宽度),而无法表征其高度。

粒度测试比表面积法

颗粒群的粒径可用比表面积来间接表示。比表面积是单位质量颗粒的表面积之和,通过测量颗粒的比表面积Sw,再将其换算成具有相同比表面积值的均匀球形颗粒的直径,这种测量粒径的方法称为比表面积法,所得粒径称为比表面积径。

粒度测试其它颗粒度测试方法

除了上述几种粒度测试方法以外,在生产和研究领域还常用刮板法、沉降瓶法、透气法、超声波法和动态光散射法等。

(1) 刮板法:把样品刮到一个平板的表面上,观察粗糙度,以此来评价样品的粒度是否合格。此法是涂料行业采用的一种方法。是一个定性的粒度测试方法。

(2) 沉降瓶法:它的原理与前后讲的沉降法原理大致相同。测试过程是首先将一定量的样品与液体在500ml或1000l的量筒里配制成悬浮液,充分搅拌均匀后取出一定量(如20ml)作为样品的总重量,然后根据Stokes定律计算好每种颗粒沉降时间,在固定的时刻分别放出相同量的悬浮液,来代表该时刻对应的粒径。将每个时刻得到的悬浮液烘干、称重后就可以计算出粒度分布了。此法在磨料和河流泥沙等行业还有应用。

(3) 透气法:透气法也叫弗氏法。先将样品装到一个金属管里并压实,将这个金属管安装到一个气路里形成一个闭环气路。当气路中的气体流动时,气体将从颗粒的缝隙中穿过。如果样品较粗,颗粒之间的缝隙就大,气体流边所受的阻碍就小;样品较细,颗粒之间的缝隙就小,气体流动所受的阻碍就大。透气法就是根据这样一个原理来测试粒度的。这种方法只能得到一个平均粒度值,不能测量粒度分布。这种方法主要用在磁性材料行业。

(4) 超声波法:通过不同粒径颗粒对超声波产生不同的影响的原理来测量粒度分布的一种方法。它可以直接测试固液比达到70%的高浓度浆料。这种方法是一种新的技术,国内外都有人进行研究,据说国外已经有了仪器,国内还没有。

(5) 动态光散射法:前面所讲的激光散射法可以理解为静态光散射法。当颗粒小到一定的程度时,颗粒在液体中受布朗运动的影响,呈一种随机的运动状态,其运动距离与运动速度与颗粒的大小有关。通过相关技术来识别这些颗粒的运动状态,就可以得到粒度分布了。动态光散射法,主要用来测量纳米材料的粒度分布。国外已有现成的仪器,国内还没有。

参考文献