粒度测试中的一次粒径和二次粒径问题初探

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操纵粒度仪测试超细粉体通过中,有一个不太好定性的题目,那便是一次粒径和二次粒径题目。关于多半粉体颗粒,它有必定的巨细,广义角度看单个颗粒是一个私人。然而从谨严角度说它仍旧是个可再分的由更小颗粒构成的集体。

这功夫题目就形成了,咱们对颗粒停止粒度剖析时,究竟是期望测试粉体被分离到甚么水平时的粒度散布呢?

举个例子:

纳米硫酸钡和纳米碳酸钙粉体,电镜拍照的相片显示,单晶颗粒都在几十可能几百纳米级别,然而激光粒度仪测试终于常常是微米级其余粒度散布,出入一个数目级。是激光粒度仪错了吗?原来不是。

纳米碳酸钙电镜图片

纳米材料的表面能极大,化学法临盆的纳米硫酸钡和碳酸钙,不过在化学结晶通过中形成的晶体是纳米级的。由于硫酸钡和碳酸钙的纳米晶体表面能很大,这些晶体常常会几颗可能几十颗的团圆在一同,成犯难以分离开的微米级颗粒。这类粉体,由于晶体颗粒曾经到达纳米级别,固然团圆体是微米级可能亚微米级的,但仍旧被称为纳米材料。

超细碳酸钙国标GB/T-中,提议了一次粒径和团圆指数的说法。规则碳酸钙结晶体粒径d(一次粒径)采纳电镜衡量可能XRD线宽化法衡量。晶体团圆体的平衡粒径D则规则操纵激光粒度仪衡量。团圆指数T=D/d。

有了纳米碳酸钙的实例后,再回过甚来商议的是一次粒径和二次粒径观念。

坦率的说,颗粒学界并未就两种粒径观念做出明了的界说。只可从运用角度去商议这两种粒径的差别。简捷的说,二次粒径便是一次粒径颗粒的团圆体的粒径。这时,团圆体的团圆力气强弱是关键成分。

举两个对照极其的例子:

一伙结实的石灰石,是由有数微晶体碳酸钙齐集成的,聚协力特别强,以是从学问性角度说,没人会说它是粉体。一把湿润的黏土,大概要紧成份便是微米级毫米级二氧化硅、氧化铝粉体。放在水中搅拌,很简捷就分离成微米级或毫米级的悬浮颗粒。以是将一把黏土说成是粉体,并无大碍。

这两个极其实例申明:

一个“颗粒”究竟是算是粉体团圆体仍旧一个颗粒,唯有得当的界说它内部宏观晶体颗粒的团圆力气巨细,小于某个值的是粉体团圆体,大于某个值的是单个颗粒。这时一次粒径和二次粒径就有了辨别的根据。

对一次粒径和二次粒径的商议是特别成心义的。

比如:

熟稔业准则为协议前,纳米碳酸钙的粒径探测是特别犯难的。化学法临盆的纳米碳酸钙,碳酸钙晶体是很简捷操纵在纳米级的。然而操纵遍及的激光粒度仪可能沉降仪停止测试时,时时取得的都是微米级终于。然而在高端的扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、地道扫描电镜(STM)观察下,咱们看到的根基都是纳米级晶粒。假使不创建一次粒径和二次粒径观念,这类冲突无奈和谐。纳米碳酸钙粉体的粒度原料参数无奈量化。

论断:有些测试人员单方觉得相片拍照的东西绝对牢固,是粒度仪测试不许。云云决断过于主观了。这类探测法子取得的数据个别是一次粒度剖析。但假使粉体样本微粒是不匀称的,且团圆体是不易分离体(操纵强力的分离剂可能超声波震撼都无奈分离),此时电镜法取得的一次粒度剖析终于个别很难代表本质样本颗粒的散布形态。由于这类粉体在操纵通过中由于难于分离,根柢无奈充足表现纳米级粉体的上风。此时,用高速离心沉降法、激光粒度剖析法和电超声粒度剖析法测试取得的二次粒径粒度数据更有指点意义。

再举一个非常的例子:

热电厂用的煤粉。前方都是用了有强聚协力的粉体来商议一次、二次粒径。煤粉则是弱聚协力粉体的榜样代表。为了汽锅内燃料焚烧充足、平稳,热电厂常常要将自然挖掘的煤炭毁坏成几十微米级其余煤粉。相瞄明确的操纵煤粉粒度散布是成心义的。初期,热电厂也置办了激光粒度仪停止煤粉的粒度探测。然而很快就碰到了粒度仪探测数据与筛分法数据有热诚一个数目级的不同的题目。

通过剖析后,发掘题目原来很简捷。

湿法测试的激光粒度仪的进样器,其操纵的高速回旋的水泵能够恣意的将煤炭粉体再次分离毁坏。测试出的粒度散布数据固然比筛分法细许多。找到缘故后,题目很快治理,操纵干法激光粒度仪,用较低的进样气压停止测试,进样器不相逢对脆弱的煤粉形成显然的毁坏效应,测试终于相符实在景况。

归纳

纳米碳酸钙和煤粉是两个极其的例子。纳米碳酸钙二次粒子是一次粒子的强力齐集体,煤粉则是疏松齐集体。假使错的一次粒径和二次粒径观念停止辨别和界说。对这两种样本停止灵验的粒度散布测试是艰巨的。由于各式粒度探测仪器原来都没有错,然而咱们能说是粉体的本身的错吗?以是,敞开对粉体样本的一次粒径和二次粒径观念的商议和界说特别有需要。

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