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粒度标准样品的作用和意义
2015年03月16日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:5701
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      谈到粉体技术,粒度分布检测是一个常常让人困惑又无法避开的重要粉体物理性能检测项目。“目数”不合格、D50偏大、粗颗粒上限超标、细分含量不足等等各种分歧、争议层出不穷。往往这种争议双方都很委屈,为何我的粒度仪检测出的数据都是正常的,客户(或供应商)却完全不认可?这些问题的根源在哪?


      形状不规则颗粒是无法用一个单一的长度值来准确描述它的粒径的,只有正球体才能用唯一一个球径来准确描述其几何尺寸。粉体颗粒又是一种数量近乎于无穷大,无法实现完全取样测试的被测样品。这个基本原则决定了粒度分布数据可比性和传递性查差。简要表诉问题的根源,有以下三点:


      1、粉体粒度分布数据没有真值,不同型号不同原理仪器测试同一样品存在明显差值。


      2、各粉体行业又没有准备好性能指标符合各自行业特点的粒度标准样。


      3、各粉体行业没有为粉体粒度分布检测制定有效的检测规范和标准。


      以上三点问题,第一点的影响是不可能消除的,因为这是粉体和检测方法的本质特性决定的。而第二点提到的粒度标准样品,又决定了第三点规范标准能否有效建立。所以说粒度标准样改善粒度分布数据的可比性、传递性问题的是核心问题。


     一、粒度测试标准样的用途


      1、检验粒度仪测试结果真实性、重复性。


      2、检验同类型粒度仪测试性能一致性。


      3、协助监控仪器生产过程问题。


      4、协助粉体行业建立粉体粒度质量规格标准。


      当前国家粒度标准物质(聚合物球型标准粒子)存在明显不足。它是近似单分布、窄分布球型物质,能够检验粒度仪检测结果的中位径真实度,但却不适于检验仪器边界粒径检测真实度。任何有一定粒度测试能力的仪器,辅助以数学系数校正,都能很轻易的将球型标准颗粒中位径、平均粒径测试的十分准确。但是一旦测试各种具有一定分布宽度的化学成分各异的实际样品时,不同水平的仪器差异十分巨大。可以这样说,只有使用非球型、有一定分布宽度的粒度标准样才能较好的检验粒度仪的真实测试能力。


     二、配制通用粒度标准样要点


      1、选择合适的粉体材料。该粉体应该具有物理化学稳定性高,颗粒形貌不能过于规整也不能过于特异,易于获取,价格适中等特性。在此推荐用SIC、天然石英或熔融石英粉碎生产的硅微粉两种物质。


      2、给通用粒度标准样设计分布峰型并进行数据定标也是难点问题。用窄分布的多种规格的原料粉体设计配制成各种分布宽度和粒度范围的标准样(设计粒度配比:宽分布、双峰分布、单峰分布、多峰分布),不同分布特性的样品能够检验仪器的多种性能。当不同分布特性的标准样配置好后,还需对试制标准样品确定标准值。这个问题也是需要具备多种粒度检测手段的机构才能够胜任。


     三、比通用粒度标准样更进一步的行业粒度标准样浅析


      1、粒度在非球型颗粒条件下没有真值,每个行业都有自身的传统数据和传统粒度测试仪器,这些数据和仪器本身就具有一定的科学性。适用性、测试能力更强的新型仪器在进入这些行业时有必要适当的尊重传统数据和检测方法。


      2、激光粒度仪测试数据校正较为容易,但需要有科学的校正依据,该依据必须在理论上具有合理性、测试数据能够可追溯可重现。


      3、配制行业标准样同时也是一个对该行业粉体样品特性深入研究的过程。经过了这个过程,真正了解了行业特点,才能够设计生产出普遍适用于该行业的粒度仪。


      配制行业专用标准样品难度远高于配制通用用途的粒度标准样。一般来说,首先要深入了解该行业各种规格样品的传统粒度组成,了解粒度对该行业产品性能的影响,了解粒度分布对该行业生产成本的影响。然后再设计相应的粒度配比,从理论上设计出一个或者多个符合行业特点、需求的标准样。然后再将试制的标准样品用多种行业权威仪器检测,根据检测结果适当调整配比后再检测。多次循环,直到标准样检测结果即满足理论允许的数值波动范围,同时又符合该行业传统数值规范后,才能最终定标。


      小结:由于粒度检测的特殊性(绝大多数情况下被测样品无粒度真值),这直接导致了在实际生产科研过程中,粒度分布数据的可比性和传递性非常差。为了改善这种状况,配置通用粒度标准样和行业粒度标准是非常有意义的事情。可惜的是由于粉体行业覆盖面极大,国内很难找到一个组织能够在较高视角范围内组织推动粒度分布标准样设计、定标工程。部分行业组织、标准协会和企业也做过一些尝试,但往往是技术指标局限于单个行业且后续推广乏力,未得到广大粉体企业和科研机构认可。这种状况何时能得到改变,有待所有粉体圈内人士的共同努力。


(粉体圈 作者:终吉)

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