马尔文激光粒度仪专题培训课件.ppt
上传人:你的****书屋 上传时间:2024-09-12 格式:PPT 页数:25 大小:1.3MB 金币:9 举报 版权申诉
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由于颗粒的形状多为不规则体,因此用一个数值去描述一个三维几何体的大小是不可能的。为了叙述方便,我们以火柴盒图2为例,用一把直尺量一个火柴盒的尺寸,你可以得出这个火柴盒的尺寸是20×10×5mm。但你不能说这个火柴盒是20mm或10mm或5mm,因为这几个数值不是它的整体。对于一个形状极其复杂的颗粒来说,用一个数值去直接描述它们的大小就更不可能了。等效粒径平均径、D50、最频粒径定义这三个术语是很重要的,它们在统计及粒度分析中常常被用到。平均径:表示颗粒平均大小的数据,有很多不同的平均值的算法。如等。根据不同的仪器所测量的粒度分布,平均粒径分:体积平均径(D[4,3])、面积平均径(D[3,2])、长度平均径、数量平均径等。D50:它表示了该颗粒群的粒度大小.也叫中位径或中值粒径,这是一个表示粒度大小的典型值,该值准确地将总体划分为二等份,也就是说有50%的颗粒超过此值,有50%的颗粒低于此值。如果一个样品的D50=5μm,说明在组成该样品的所有粒径的颗粒中,大于5μm的颗粒占50%,小于5μm的颗粒也占50%。最频粒径最频粒径是频率分布曲线的最高点对应的粒径值。设想这是一般的分布或高斯分布。则平均值,中值和最频值将恰好处在同一位置。但是,如果这种分布是双峰分布,则平均直径几乎恰恰在这两个峰的中间。实际上并不存在具有该粒度的颗粒。中值直径将位于偏向两个分布中的较高的那个分布1%,因为这是把分布精确地分成二等份的点。最频值将位于最高曲线顶部对应的粒径。由此可见,平均值、中值和最频值有时是相同的,有时是不同的,这取决于样品的粒度分布的形态。每一个不同的粒度测量方法都是测量粒子的一个不同的特性(大小)。我们可以根据多种不同的方法得到不同的平均结果(如D[4,3],D[3,2]等),那么我们应该用什么数字呢?让我们举一个简单的例子,两个直径分别为1和10的球体,对冶金行业,如果我们计算简单的数字平均直径,我们得到的结果是:D(1,0)=(1+10)/2=5.5。但是如果我们感兴趣的是物质的质量,我们知道,质量是直径的三次函数,我们就发现直径为1的球体的质量为1,直径为10的球体的质量为1000。也就是说,大一些的球体占系统总质量的1000/1001。在冶金上我们可以丢掉粒径为1的球体,这样我们只会损失总质量的0.1%。因此简单的数字平均不能精确的反映系统的质量,用D[4,3]能更好地反映颗粒地平均质量。该值能比较充分地表示系统的质量更多的存在哪里,这对一些行业非常重要。但是对于一间制造大规模集成电路的洁净的屋子来说,颗粒的数量或浓度就是最重要的了,一个颗粒落在硅片上,就将会产生一个疵点。这时我们就要采用一种方法直接测量粒子的数量或浓度。从本质上说,这是颗粒计数与测量颗粒大小之间的区别。对于颗粒计数来说,我们记录下每一个颗粒并且点出数量就可以了,颗粒的大小不太重要。各种常用粒度测试方法各有那些优缺点?筛分法:优点:简单、直观、设备造价低。缺点:不能用于粒度细的样品;结果受人为因素和筛孔变形影响较大。沉降法(包括重力沉降和离心沉降):优点:操作简便,仪器可以连续运行,价格低,准确性和重复性较好,测试范围较大。缺点:测试时间较长,操作比较复杂。激光法:优点:操作简便,测试速度快,测试范围大,重复性和准确性好,可进行在线测量和干法测量。缺点:结果受分布模型影响较大,仪器造价较高。电镜:优点:适合测试超细颗粒甚至纳米颗粒、分辨率高。缺点:样品少、代表性差、仪器价格昂贵。超声波法、库尔特法等。筛分法原理:将被测样品经过不同大小孔径的筛网过筛,然后再称重,结果是质量对应筛网目数的分布。优缺点:筛分法是一种最简便的粒度测试方法,该方法简单,但准确性差,较费时,难于测量粘结的及团聚的粉末颗粒。重力沉降法Stokes重力沉降公式库尔特电阻法优点:(1)分辨率高:能分辨各颗粒之间粒径的细微差别。分辨率是现有各种粒度仪器中最高的。(2)测量速度快:测一个样品一般只需15Sec左右。(3)重复性较好:一次要测量1万个左右的颗粒,代表性较好,测量重复性较高。(4)操作简便:整个测量过程基本上自动完成,操作简便。缺点:(1)动态范围较小:对同一个小孔管来说,能测量的最大和最小颗粒之比约为20:1。(2)容易发生堵孔故障。虽然新型的计数器具有自动排堵功能,毕竟影响了测量的顺畅。(3)测量下限不够小:现实中能用的小孔管最小孔径为60μm左右,因而测量下限为1.2μm左右。激光法特点激光法应用领域激光粒度仪由于激光具有很好的单色性和极强的方向性,所以一束平行的激光在没有阻碍的无限空间中将会照射到无限远的地方,并且在传播过程中很少有发散的现象。如图7所示。粒子的布朗运动导致光强的波动当光束遇到颗粒阻挡时,一部分光将发生散射现象