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陶瓷顆粒的粒度

2015-2-28 10:26:18      點(diǎn)擊:
陶瓷顆粒是構(gòu)成粉體的基本單位。由于粉體是具有粒度分布的大量固體顆粒的分散相,因而不可能用單一的大小來(lái)描述,凡構(gòu)成某種粉體的顆粒群,其顆粒的平均大小被定義為粒度。事實(shí)上,實(shí)際的陶瓷顆粒,其顆粒形狀,不均勻程度都是千差萬(wàn)別的。絕大多數(shù)顆粒,并不是球形,而是條狀、多邊形狀、片狀或各種形狀兼而有之的不規(guī)則體;這導(dǎo)致產(chǎn)生粒度表示的復(fù)雜性。換句話說(shuō),這使表示顆粒群平均大小的方法有多種多樣。
球狀顆粒的大小可用直徑描述;正方體顆粒可用邊長(zhǎng)來(lái)表示。但其他不規(guī)則形狀的顆粒呢?所以必須尋求能表示包括上述二類形狀顆粒在內(nèi)的,任何形狀粒子大小的方法。根據(jù)不同要求,表示顆粒群粒度的方法較多但主要的有以下幾種:
(1)等體積球相當(dāng)徑。這是說(shuō)某顆粒所具有的體積用同樣體積的球來(lái)與之相當(dāng),這種球的直徑,就代表該顆粒的大小即等體積相當(dāng)徑。例如:某邊長(zhǎng)為1的正方體,其體積等于直徑為1.24的圓球體積,那么,該正方體顆粒的等體積球相當(dāng)徑就為1.24。由于這種方法局限于顆粒體積可求的條件,因此,適用范圍不太廣。但由于它直接與顆粒的質(zhì)量對(duì)應(yīng),所以又很有用處。

圖(1)各種規(guī)格直徑的陶瓷顆粒
(2)等面積球相當(dāng)徑。等面積相當(dāng)徑是用于實(shí)際顆粒有相同表面積的球的直徑來(lái)表示粒度的一種方法。顯然,當(dāng)顆粒形狀簡(jiǎn)單或者比較規(guī)則時(shí),表面積存易求得。然而,實(shí)際顆粒的形狀都較復(fù)雜,不易直接求得。應(yīng)用中,一般都是通過(guò)流體透過(guò)法或吸附法等間接方法得到。這種方法比較實(shí)用。
(3)等沉降速度相當(dāng)徑。等沉降速度相當(dāng)徑也稱為斯托克斯徑。斯托克斯假設(shè):當(dāng)速度達(dá)到極限值時(shí),在無(wú)限大范圍的黏性流體中沉降的球體顆粒的阻力,完全由流體的黏滯力所致。這時(shí),可用下式表示沉降速度與球徑的關(guān)系
                 υstk=(ps-pf)xD2/18η
式中:υstk為斯托克斯沉降速度;D為斯托克斯徑;η為流體介質(zhì)的黏度;ps,pf分別是顆粒及流體的密度。利用該公式,只要測(cè)得顆粒在介質(zhì)中的最終沉積速度υstk(而實(shí)際應(yīng)用中,往往取平均速度來(lái)計(jì)算〉,就可以求得D。該D實(shí)際上是斯托克斯的所謂相當(dāng)球徑。
(4)顯微鏡下測(cè)得的顆粒直徑。顯微鏡方法是唯一對(duì)顆粒既可觀察又可測(cè)量的手段,用顯微鏡測(cè)定顆粒的形狀、組成、大小等的靈敏度要優(yōu)于其他方法。
必須指出,我們所說(shuō)的顆粒徑,并不僅對(duì)一次顆粒而言,作為粉體性能參數(shù),團(tuán)聚體顆粒往往更接近實(shí)際。因此,在提到顆粒度的時(shí)候,要注意測(cè)定方法。比如斯托克斯徑測(cè)定時(shí),團(tuán)聚顆粒常常是作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)單位表現(xiàn)其沉降行為的。

圖(2)列出了常見(jiàn)的顆粒尺寸的測(cè)試方法。
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