颗粒球形度检测技术的研究

颗粒球形度检测技术的研究

任中京

济南大学颗粒测试研究所  山东济南 250022

摘要:本文中介绍了一种通过沉降和激光杜度分析数据对比分析硕杜球型度的方法, 给出了一个应用实例, 并做了简明的原理分析。

关健词: 球形度; 顺粒形状; 粒度分析; 测量; 激光

颗粒球型度是颗粒基本参数之一。球形度的大小直接影响了颗粒的流动性和堆积性能。目前球形度的检测主要靠显微镜。此法的主要缺点是检测速度慢, 而且属于二维检测。很难区分圆片状颗粒的球形度和球体有何差别。因此发展新的球形度检测方法很有必要。

1、原理

1.1 定义

此前，颗粒球型度定义为颗粒的周长等效直径与颗粒面积等效直径之比。次定义实际限于二维描述，成为圆形度更为恰当。他不能准确的表征三维颗粒的形状特征。三维颗粒的球形度可定义为颗粒的表面积等效直径与颗粒的体积等效直径之比。

Q=d_s/d_v

式中d_s表示颗粒的表面积等效直径，颗粒的表面积为S，则S=πd²_s

测试方法与数据分析根据公式(5)，只要测得颗粒群的沉降粒径和激光衍射粒径，就可计算其球形度。进一步任何一种颗粒粒径分布的测定方法，均可以得到一系列特征粒径如d。(i= 0,1, 2  …10)将对应的颗粒特征粒径代人(5)式，即可得到该颗粒群的球形度的分布函数。该函数可以细致描述该颗粒群的球形度是如何随颗粒粒径的大小变化的。图1给出了一组颗粒的粒度分布累计曲线，横坐标为粒径序号。从图1可见沉降粒度仪测得结果比激光粒度仪偏小。说明该颗粒群肯定不是球形。

表l是根据图1的数据计算的特征粒径与及根据公式(5)计算的球形度。

图2描述了该颗粒的球形度随颗粒大小的分布曲线。横坐标d₁₀代表d₂₀余类推。从图表可以看出该样品颗粒球形度随粒度变化不大。球形度在1.4 至1.7之间。

3 小结

本文在理论上导出了颗粒三维球形度的表达式。作者采用沉降法与激光衍射法粒度测试结果中对应特征粒径比较的方法测定颗粒球形度。创造性地解决了颗粒球形度准确测量的问题, 具有概念清晰、简便实用的特点。具有推广价值。

参考文献

[1]Allen T,Particle Size Measurement (4th)[M],New York:Chapman&Hall,1990.127-179

[2]任中京.石墨微粉形状参数分布的研究[J]，中国粉体技术，1999.5(2)19-21

[3]任中京.用于激光粒度分析的非球形颗粒椭圆衍射模型[J].中国激光,1997.24(2)