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颗粒表征知识普及

发布时间:2023-11-17 13:54:15   

颗粒表征的基础知识

颗粒表征是通过颗粒形状、大小、表面特性、电荷特性、机械特性、微观结构和更多测量参数来分析颗粒的过程。市面上有多种颗粒表征技术可用于测量颗粒样品。
大小和形状是影响颗粒物质行为的重要属性。球形珠子很容易且通常通过单一尺寸测量来表征:“直径”。鉴于其多维结构,不规则形状更难表征。例如,制造中使用的粉末需要多个测量参数来确保流动性、保压和其他性能功能。
粒度和形状分析是一种分析技术,通过它来测量和报告固体或液体颗粒材料样品中尺寸和形状的分布。粒度和形状分析是表征各种最终产品性能的重要工具,用于许多不同行业的质量控制,包括油漆、建筑材料、制药、食品工业和碳粉。
统计结果通常用直方图给出 由于颗粒数量众多,尺寸和形状数据是统计的。直方图是描绘变量或度量统计分布的最佳方式,并且有多种传播方法和度量来仅使用几个数字来表征分布。

尺寸分布直方图

为了显示样品中存在的尺寸,尺寸范围被划分为小尺寸类别或“箱”,我们计算每个尺寸箱中存在的颗粒数。下图是一个大小直方图,它很好地显示了实际分布。大小数据通常以图形方式显示在对数刻度轴上,以便更好地显示小尺寸。

图1典型尺寸数据直方图

圆度、平滑度和纵横比直方图

非尺寸数据(如圆度、平滑度或纵横比)以线性刻度显示。轴的划分越精细,从直方图中得出的均值和分布形状图形就越准确。如果分割太细,则可能存在没有计数的条柱,这些条柱将在图形中显示为间隙,尤其是在对数轴的低端。

在“粒子洞察”中,可在“分析条件”中设置分割数和尺寸范围。

图2典型线性轴直方图

体积直方图

只有当颗粒是球形或有准确的形状信息时,才能准确计算体积分布。如果颗粒是非球形的,则从单个尺寸测量计数推断体积分布将不准确。
表面积加权可以以类似的方式完成,但需要注意。在对数刻度上,数字(未加权)图强调小尺寸,而体积加权强调大尺寸,可能根本不显示最小尺寸。按表面积的权重将介于数量和体积之间。体积加权直方图绘制大小类中存在的相对体积。


图3体积加权直方图

数量与体积分布

粒度测量的结果需要了解使用哪种技术以及计算的基础。每种技术都会产生不同的结果,因为每种技术都测量样品的不同物理特性。粒度分布可以基于几种模型进行计算:最常见的是数量或体积/质量分布。


图3 体积分布

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