PDF《粒度分析基本原理》

粒度分析基本原理 作者: Alan Rawle 马尔文仪器有限公司 Enigma Business Park, Grovewood Road, Malvern, Worcestershire, WR14 1XZ, UK(英国) 什么是颗粒? 这一问题的提出似乎十分愚蠢! 但是, 要想对各种粒度分析 方法所得出的结果进行分析,这又是一个十分基本的问题.

颗粒的分散过程和材料的形状使粒度分析比乍看起来要复 杂得多. 最大直径 特性: V=体积 W=重量 S=表面积 A=投影面积 R=沉降速度 高圆度 高圆度 中圆度 中圆度 低圆度 低圆度 最小直径 图1图1有关粒度的难题 有关粒度的难题 假设给你一只火柴盒和一把 尺子,要求你告诉我它的大 小. 你可能回答火柴盒的大小 是20*10*5 mm.但是你若 回答 火柴盒的大小是

20 mm ,这是不正确的,因为这 仅仅是其大小的一个维度. 你 不可能用一个单独的数字来 描述一只三维的火柴盒的大 小.显然,对于复杂的形状, 比如一颗砂粒或漆罐中的一 粒颜料而言, 情况变得更加困 难.如果我是质量保证经理, 我只想用一个数字来描述颗 粒的大小-比如我必须知道从 上一次生产起, 颗粒的平均大 小是增加了或是减少了. 这就 是粒度分析的一个基本问题- 我们如何能够只用一个数字 来描述一个三维物体呢? 假设给你一只火柴盒和一把 尺子,要求你告诉我它的大 小. 你可能回答火柴盒的大小 是20*10*5 mm.但是你若 回答 火柴盒的大小是

20 mm ,这是不正确的,因为这 仅仅是其大小的一个维度. 你 不可能用一个单独的数字来 描述一只三维的火柴盒的大 小.显然,对于复杂的形状, 比如一颗砂粒或漆罐中的一 粒颜料而言, 情况变得更加困 难.如果我是质量保证经理, 我只想用一个数字来描述颗 粒的大小-比如我必须知道从 上一次生产起, 颗粒的平均大 小是增加了或是减少了. 这就 是粒度分析的一个基本问题- 我们如何能够只用一个数字 来描述一个三维物体呢? 图1显示了一些砂粒. 它们的 大小是多少? 图1显示了一些砂粒. 它们的 大小是多少? 等效球体 等效球体 只有一种形状可以用一个数 字来描述, 那就是球体. 如果 我们说,一个球体的直径是 50μm,这样的描述是完全正 只有一种形状可以用一个数 字来描述, 那就是球体. 如果 我们说,一个球体的直径是 50μm,这样的描述是完全正 确. 然而, 即使是对于立方体, 确. 然而, 即使是对于立方体, 我们也不能以同样的方式做 我们也不能以同样的方式做 到,因为 50μm 可能是指一条 边或者指一条对角线. 对于火 柴盒而言, 它拥有许多可以用 一个数字描述的特性. 例如重 量是一个单一的数字, 体积和 表面积亦然. 因此, 如果我们 有一种方法可以测量火柴盒 的重量, 那么, 我们可以把这 个重量转化为球体的重量: 到,因为 50μm 可能是指一条 边或者指一条对角线. 对于火 柴盒而言, 它拥有许多可以用 一个数字描述的特性. 例如重 量是一个单一的数字, 体积和 表面积亦然. 因此, 如果我们 有一种方法可以测量火柴盒 的重量, 那么, 我们可以把这 个重量转化为球体的重量: 重量 = 4/3πr

3 ρ 重量 = 4/3πr

3 ρ 而计算出与火柴盒重量相等 球体的独特直径(2r) .这就 是等效球体理论. 我们测量颗 粒的一些特性, 并假设这指的 是一个球体, 由此得出一个唯 一的数字(这个球体的直径) 来描述颗粒. 这样, 可以保证 我们不必以三个或更多数字 来描述三维颗粒, 虽然那样更 加精确, 但对于具体操作而言 并不方便. 而计算出与火柴盒重量相等 球体的独特直径(2r) .这就 是等效球体理论. 我们测量颗 粒的一些特性, 并假设这指的 是一个球体, 由此得出一个唯 一的数字(这个球体的直径) 来描述颗粒. 这样, 可以保证 我们不必以三个或更多数字 来描述三维颗粒, 虽然那样更 加精确, 但对于具体操作而言 并不方便. 我们可以看出, 取决于物体的 形状, 这将产生一些有趣的结 果. 我们可通过圆柱体等效球 体的例子来说明这种情况 (图2) . 然而如果圆柱体改变了形 状或大小,则体积/重量会发 生变化.有了等效球体模型, 我们至少可以说它变得更大 了或更小了. 我们可以看出, 取决于物体的 形状, 这将产生一些有趣的结 果. 我们可通过圆柱体等效球 体的例子来说明这种情况 (图2) . 然而如果圆柱体改变了形 状或大小,则体积/重量会发 生变化.有了等效球体模型, 我们至少可以说它变得更大 了或更小了. 图2图2100 *