绪论
2020/8/30
粉末的表征与测量
颗粒大小和形状表征 粉体特性的表征 粉体的粒度与比表面测定
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颗粒大小和形状表征
§1.1颗粒大小和形状表征
材料的机械、物理和化学性质描述了组成 材料的物质组态的基本特性，当物质被“分割 ”成为粉体之后，上述三类性质则不能全面描 述材料的性质，必须对粉体材料的组成单元 ——颗粒，进行详细描述。颗粒的大小和形 状是粉体材料最重要的物性特性表征量。
粉体工程
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绪论
粉体工程学科的形成 粉体工程的应用范围
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绪论
颗粒
粉体
绪论
Fine particle 颗粒 从个体颗粒出发，称为颗粒学 Powder 粉体 从集合粉体出发，称为粉体工程学
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粉体工程所涉及的行业
绪论
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球形度
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
与颗粒等体积的球的表面积与颗粒的表面积之比
可以看出：
1.
；
2. 颗粒为球形时，
达最大值。
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一些规则形状体的球形度：
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
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扁平度m与延伸度n
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
一个任意形状的颗粒，测得该颗粒的长、宽、高为l、b、h ，定义方法与前面讨论颗粒大小的三轴径规定相同，则：
高度h：颗粒最低势能态时正视投影图的高度 宽度b：颗粒俯视投影图的最小平行线夹距 长度l：颗粒俯视投影图中与宽度方向垂直的平行线夹距
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颗粒大小和形状表征 颗粒大小
h
b l
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三轴平均径计算公式
三轴算术平均值：
立体图形的算术平均
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
三轴调和平均径：
对于一个颗粒，随方向而异，定向径可取其所有方向的平 均值；对取向随机的颗粒群，可沿一个方向测定。
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当量径
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
颗粒与球或投影圆有某种等量关系的球或投影圆的直径
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等效圆球体积直径
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
等体积球当量径 与颗粒同体积球的直径
等表面积球当量径 与颗粒等表面积球的直径
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§1.2 粉体的特性表征
1 粉体的平均粒径 2 粒度分布 3 粒度测定 4 粉体的比表面积与测量原理
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粉体的平均粒径 粉体平均粒径计算公式
粉体的特性表征 粉体的平均粒径
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粉体的特性表征 粉体的平均粒径
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粒度分布
粉体的特性表征
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颗粒大小和形状表征 颗粒大小
等效重量直径
等效体积直径
等效表面积直径
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
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。
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颗粒的形状
颗粒大小和形状表征
颗粒的形状对粉体的物理性能、化学性能、输运 性能和工艺性能有很大的影响。例如，球形颗粒粉 体的流动性、填形性好，粉末结合后材料的均匀性 高。涂料中所用的粉末则希望是片状颗粒，这样粉 末的覆盖性就会较其他形状的好。科学地描述颗粒 的形状对粉体的应用会有很大的帮助。同颗粒大小 相比，描述颗粒形状更加困难些。为方便和归一化 起见，人们规定了某种方法，使形状的描述量化， 并且是无量纲的量。这些形状表征量可统称为形状 因子，主要有以下几种：
扁平度
延伸度
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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：
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：
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形状系数
•表面形状因子
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
(j表示征对于该种粒径的规定)
与颗粒外接长方体比表面积相等的球的 直径或立方体的一边长
三轴几何平均径：
与颗粒外接长方体体积相等的立方体的棱长
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定向径
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
沿一定方向的颗粒的一维尺度。定向径包括三种
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S1 S2
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
定向最大径
Martin径
Feret径
与π的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
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形状系数
•体积形状因子
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
与 的差别表示颗粒形状对于球形的偏离
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形状系数
•比表面积形状系数
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
表面形状因子与体积形状因子的比值
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一些规则几何体的形状因子
颗粒大小和形状表征 颗粒形状
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颗粒大小和形状表征 颗粒大小
比表面积球当量径 与颗粒具有相同的表面积对体积之 比，即具有相同的体积比表面的球的直径
投影圆当量径Heywood径 与颗粒投影面积相等的圆的直径
等周长圆当量径 与颗粒投影圆形周长相等的圆的直径
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最长直径
最短直径
等效沉降速率直径 筛分直径
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颗粒的大小
颗粒大小和形状表征 颗粒大小
直径D 直径D、高度H ？
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颗粒大小和形状表征 颗粒大小
人为规定了一些所谓尺寸的表征方法
三轴径 定向径 当量径
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三轴径
Hale Waihona Puke 颗粒大小和形状表征 颗粒大小
设，图中颗粒处于一水小平面上，其正视和俯视 投影图如图所示。这样在两个投影图中，就能定 义一组描述颗粒大小的几何量：高、宽、长，定 义规则如下
例：以显微镜观察测量粉体的Feret径（测量总数为1000个）
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频度%
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粒度
频度%
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粒度
正态分布 ：
（–∞d+∞）
——中位径，统计学中的数学期望值 ——标准偏差
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粒度测定
1．筛分析法 （>40μm）
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国际标准筛制：Tyler(泰勒)标准 单位：目 目数为筛网上1英（25.4mm）寸长度内的网孔 数