材料粒度分析.ppt

1.粒度表征的价值;粒度分析意义 塑料的添加剂 直接影响塑料的机械强度、密闭性、阻燃性等性能 粒度（大小、形状、分布等） 陶瓷材料 致密度、韧性 涂料 着色能力、成膜强度、耐磨性能 电子材料 荧光粉的粒度决定显示器亮度和清晰度 催化剂 催化活性;(3)粒度;3.粒度的测定;3. 粒度测定;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;得到比200目粗的筛孔尺寸;筛分的优缺点; 2.显微镜 采用定向径方法测量;光学显微镜 0.25——250μm 电子显微镜 0.001——5μm;显微镜方法的优缺点;3.光衍射法粒度测试;测量原理示意图; 激光衍射 0.05—500μm X光小角衍射 0.002—0.1μm; 目前的激光法粒度仪基本上都同时应用了夫琅霍夫(Fraunhofer)衍射理论和米氏(Mie)衍射理论，前者适用于颗粒直径远大于入射波长的情况，即用于几个微米至几百微米的测量；后者用于几个微米以下的测量。;§2 激光粒度分析法;由于Fraunhofer衍射理论只适用于颗粒尺寸远大于入射光波长，所以，实际中采用X射线做光源，可大大降低所能测量的颗粒的最小粒径，使测量范围扩大。 微米粒度仪使用氦-氖激光源，采用Mie理论的测试范围较采用Fraunhofer衍射原理更宽，结果更精确。但测前要对样品及分散介质的光学参数如折射率等进行设定，并要求颗粒是球形的。 多普勒分析可同时测量粒子的粒径分布和粒子流速。 光子相关光谱法是应用广泛的一种测量纳米粒度的方法。;激光衍射光谱粒度分析法 原理：激光与颗粒（为球体）之间的相互作用。 主要理论：Fraunhofer衍射理论，该理论认为衍射的光能分布与粒度分布有关。衍射光的强度I(θ)与颗粒粒径有如下关系： 其中θ为散射角，R为颗粒半径， I(θ)为以θ为散射角的光强度，n（R）是颗粒的粒径分布函数，k=2π/λ, λ为激光的波长，J1为第一型贝叶斯函数。 假设：所测颗粒为球体。;优点：操作简单，测样时间短 缺点：代表性不强，用不同的理论测出的结果不同。;仪器组成：激光器、扩束镜、聚焦透镜、光电子探测器和计算机 如图2-2;Fraunhofer衍射法;d ? λ（ d 10λ）时，属???Fraunhofer范围。 θ 为衍射角，b为微粒直径。 ;仪器的基本组成 图2-3;光散射粒度测试方法的优缺点 优点：测量范围广（1nm~300?m）、自动化程度高、操作简单、测量速度快、测量准确，重复性好 缺点：不能测高浓度的样品；在d～ λ时应用的Mie理论，而该理论建立在球形粒子的模型上，因此，在测量非球形时的纳米颗粒时会引起误差。;光散射技术的发展与展望 多种光散射理论结合，以扩大粒度测量范围 各种仪器的联用，使颗粒分析的多样化 发展多种激光源，可以测量更小的颗粒尺度;激光相关光谱粒度分析法;激光相关光谱粒度分析法;3.沉降法法粒度测试;重力沉降 10—300μm 离心沉降 0.01—10μm;优点 测量重量分布 代表性强 经典理论, 不 同 厂 家仪器结果对比性好 价格比激光衍射法便宜;电超声粒度分析法 测量范围5nm～100 ?m。 原理：当声波在样品内部传导时，仪器能在一个宽范围超声波频率内分析声波的衰减值，通过测得的声波衰减谱可以计算出衰减值与粒度的关系。 条件：需颗粒和液体的密度、液体的粘度、颗粒的质量分数等参数，对乳液或胶体中的柔性粒子，还需要颗粒的热膨胀参数。;优点：可测高浓度分散体系和乳液的特征参数（粒径、ξ电位势等）、精度高、粒度???析范围更宽。;常见粒度分析方法; 颗粒大小和形状表征;粒度测定方法的选定主要依据以下一些方面： 1.颗粒物质的粒度范围； 2.方法本身的精度； 3.用于常规检验还是进行课题研究。用于常规检验应要求方法快速、可靠、设备经济、操作方便和对生产过程有一定的指导意义； 4.取样问题。如样品数量、取样方法、样品分散的难易程度，样品是否有代表性等； 5.要求测量粒度分布还是仅仅测量平均粒度； 6.颗粒物质本身的性质以及颗粒物质的应用场合。