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為何要量測粉體真密度
The standard method of Measuring for true density of powder
粉體真密度是粉體材料的物性之一,是粉體粒度與空隙率測試中*的基本物性參數(shù).
為何要量測粉體真密度？
1、在測定粉體的比表面積時(shí)，需要粉體真密度的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算.
2、許多無機(jī)非金屬材料都采用粉末原料來制造,因此在科研或生產(chǎn)中經(jīng)常需要測定粉體真密度.
3、在水泥或陶瓷材料制造中,需要對(duì)粘土的顆粒分布球磨泥漿細(xì)度進(jìn)行測定,都需要真密度的數(shù)據(jù).
4、尤其對(duì)于水泥材料,其zui終產(chǎn)品就是粉體,測定水泥的真密度對(duì)生產(chǎn)單位和使用單位都具有很大的實(shí)用意義.
粉體真密度的測試技術(shù)概要:
粉體真密度是粉體重量與真體積之比,其真體積不包括存在于粉體顆粒內(nèi)部的封閉空間.所以,測定粉體真密度必須采用無孔材料.根據(jù)測定介質(zhì)的不同,粉體真密度的測定方法也不同。一般可分為氣體容積法和浸液法.
A、氣體容積法是以氣體取代液體測定樣品所排出的體積.此法排除了浸液法對(duì)樣品溶解的可能性,具有不損壞樣品的優(yōu)點(diǎn).但測定時(shí)易受溫度的影響,還需注意漏氣問題.氣體容積法又分為定容積法與不定容積法.
B、浸液法是將粉末浸入在易潤濕顆粒表面的浸液中, 測定樣品所排除液體的體積.此法必須真空脫氣以*排除氣泡.真空脫氣操作可采用加熱煮沸法和減壓法,或者兩法同時(shí)并用.浸液法主要有比重瓶法和懸吊法.其中, 比重瓶法具有儀器簡單,操作方便,結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn),已成為目前應(yīng)用較多的測定真密度的方法.因此我們采用此法做進(jìn)一步說明.
比重瓶測試原理:
比重瓶法測定粉體真密度基于阿基米得原理.將待測粉末浸入對(duì)其潤濕而不溶解的浸液中, 抽真空除氣泡,求出粉末樣品從已知容量的容器中排除已知密度的液體,就可計(jì)算所測粉末的真密度. 真密度ρ計(jì)算公式:
m1-m0 干燥的粉體重量
ρt= ---------------×ρa＝----------------------------------×ρa
(m3-m0)–(m2-m1) 比重瓶容積液體重＋粉體重－粉末加入比重瓶液體重
m0: 比重瓶的重量g
m1: (比重瓶＋粉體)的重量g
m2: (比重瓶＋粉體＋液體)的重量g
m3: (比重瓶＋液體)的重量g
ρa:測試溫度下液體的密度g/cm3
ρt: 粉體真密度g/cm3
改進(jìn)測量的另一種方法
廈門雄發(fā)公司針對(duì)粉末真密度，依照ASTM、GB/T、DIN、JIS、ISO標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)阿基米得的體積置換法為加以研究、開發(fā)、實(shí)驗(yàn)、制造的量測儀器。專業(yè)電子比重計(jì)QL-120T、MH-300T、GP-120T可直接讀出真密度ρt。
內(nèi)部演算公式:
m1
ρt＝----------------×ρa
m3＋m1 －m2
干燥的粉體重量
＝--------------------------------------------------------------×ρa
(比重瓶容積液體重+干燥的粉體重量)－比重瓶容積液體加入粉體重量
m1: 干燥的粉體重量
m2: 比重瓶容積液體加入粉體重量
m3: 比重瓶容積液體重
ρa:測試溫度下液體的密度g/cm3
ρt: 粉體真密度g/cm3
標(biāo)準(zhǔn)配件：
- 自動(dòng)化真空抽取機(jī)MHV-1裝置
- 專業(yè)電子比重計(jì)XF-120T、XF-300T感量0.001g
③比重瓶50ml
④紅外線水分計(jì)
操作步驟：
1、一般測試粉末真密度時(shí)，為了讓粉末之間的氣泡容易被排除。都使用乙醇當(dāng)
溶液。
2、假如你沒有液體比重計(jì)可測量或供應(yīng)廠商沒提供乙醇的液體密度時(shí)。首先要
利用下列方法先求出乙醇的密度。
A、比重瓶必須小心地清洗和烘干，然后充滿蒸餾水。
比重瓶體積v = m水/ρ水。
B、然后將蒸餾水倒掉，然后再把比重瓶烘干，充滿乙醇并且被稱重。
則乙醇的密度ρ乙醇= m乙醇/V比重瓶體積。
3、在比重瓶已經(jīng)被清洗和烘干之條件下，先扣除硬紙片(盛粉末容器)的重量。
4、盛放粉末樣品于硬紙片(粉末容器)上，得w1 記憶
5、此時(shí)，粉末在硬紙片(粉末容器)不動(dòng)，拿空比重瓶裝滿乙醇插好溫度計(jì)（此
時(shí)乙醇將溢出，擦干比重瓶外面）放回盤上，得比重瓶重＋乙醇之重量+粉末
重量 即W2 記憶
7、將裝滿乙醇之比重瓶內(nèi)的乙醇倒掉約剩一半，并加上w1粉末，搖晃均勻之后
放入真空干燥器內(nèi)，啟動(dòng)真空泵，抽氣15～20min,至真空度約為750mmhg
(1mmhg=0.133kPa)時(shí)停止抽真空(將氣泡盡可能排除)。從真空干燥器內(nèi)取出
比重瓶，再注入滿乙醇，插入溫度計(jì)并擦干之后，放回秤盤上，且將空硬紙
片(粉末容器)放回秤盤上。秤重得W3＝比重瓶重＋乙醇之重量+粉末重量
記憶，直接讀出真密度ρt
結(jié)果分析和心得：
- 浸液法中，選擇不溶解試樣面易潤濕試樣顆粒表面的液體是十分重要的。
- 對(duì)于陶瓷原料如長石，石英和陶瓷制品一般可用蒸餾水作為液體介質(zhì)。
3、對(duì)可能起作用的材料如水泥則可用煤油或二甲笨等有機(jī)液體介質(zhì)。
4、對(duì)無機(jī)粉體一般多選用有機(jī)溶劑婁。
5、此外，當(dāng)粉末*浸入液體中，必須*排除其中的氣泡，才能準(zhǔn)確確定其所排除的體積。
6、超細(xì)粉體：比重瓶法不適應(yīng)粒度小于5um的超細(xì)粉體。因?yàn)檫@類超細(xì)粉體在其表面上有更多機(jī)會(huì)強(qiáng)烈地吸附劑氣體。要除去吸附氣體，常需要在高溫真空下處理。
7、對(duì)于表面粗糙的顆粒同樣有可能有空氣進(jìn)入表面裂縫和凹坑內(nèi)不易除去。提出用離心或比重瓶，將粉末制備成懸浮液放入比重瓶內(nèi)，使懸浮液受離心作用后再按通常方法測定密度。