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詳細(xì)介紹
粉體綜合特性測(cè)試儀 型號(hào)：TC-1000/TC-1001
粉體綜合特性測(cè)試儀
是依據(jù)美國(guó)ASTM D6393- 99標(biāo)準(zhǔn)（Standard Test Method for Bulk
Solids Characterization by Carr Indices） 的要求,，并參考了中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5162- 006/ ISO 3953:1993（金屬粉末 振實(shí)密度的測(cè) 定）,、GB/T 1482-2010（用標(biāo)準(zhǔn)漏斗法測(cè)定金屬粉末的流動(dòng)性）、GB/T 1479.1 -2010（金屬粉 末松裝密度——漏斗法）,、GB/T 16913.3- 2008（自然堆積法松裝密度的測(cè)定）中主要技術(shù) 指標(biāo)的規(guī)定,，研制的一種用于評(píng)價(jià)粉體綜合物理特性的測(cè)試儀器。
TC-1000/1001型粉體物理特性測(cè)試儀一種用于評(píng)價(jià)粉體綜合物理特性的測(cè)試儀器,。由于粉體無(wú)論是處于靜止?fàn)顟B(tài)還是流動(dòng)狀態(tài),，都是一種兩相存在的體系。顆粒本身的特性以及顆粒之間相互摩擦將會(huì)產(chǎn)生一些特殊流動(dòng)特性,，研究這些特性對(duì)粉體加工,、輸送、包裝,、存儲(chǔ)等方面的工作具有重要意義,。該儀器的特點(diǎn)是一機(jī)多用、測(cè)定條件靈活多樣,、操作簡(jiǎn)便,、重復(fù)性好,、適合多種標(biāo)準(zhǔn)等。該儀器的研制成功,，為科研,、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域評(píng)價(jià)粉體綜合特性測(cè)試工作的普遍開(kāi)展提供了一個(gè)新的手段。
該儀器測(cè)試項(xiàng)目包括振實(shí)密度,、松裝密度,、休止角、崩潰角,、平板角,、分散度等參數(shù)，通過(guò)上述測(cè)試數(shù)據(jù)可得到差角,、壓縮度,、空隙率、均齊度等指標(biāo),，還能通過(guò)卡爾指數(shù)得到流動(dòng)性指數(shù),、噴流性指數(shù)等參數(shù)。
一,、儀器結(jié)構(gòu)：
二,、測(cè)定與計(jì)算項(xiàng)目及其定義：
1、測(cè)定項(xiàng)目與定義：
1）,、 振實(shí)密度：振實(shí)密度是指粉體裝填在特定容器后,，在一定條件下對(duì)容器進(jìn)行振動(dòng)，從而破壞粉體中的空隙,，使粉體處于緊密填充狀態(tài)后的密度,，一般情況下粉體的振實(shí)密度小于粉體中單顆顆粒的真密度。
2）,、 松裝密度：松裝密度是指粉體在規(guī)定條件下自然充滿(mǎn)特定容器后的密度,，測(cè)試松裝密度時(shí)，不可施加額外的振動(dòng)等外力,。該指標(biāo)對(duì)存儲(chǔ)容器和包裝袋的設(shè)計(jì)很重要,。
3）、 休止角：粉體堆積層的自由表面,，在靜平衡狀態(tài)下,，與水平面形成的大角度叫做休止角。它是通過(guò)特定方式使粉體自然下落到特定平臺(tái)上形成的,。休止角對(duì)粉體的流動(dòng)性影響大,，休止角越小,，粉體的流動(dòng)性越好。休止角也稱(chēng)安息角,、自然坡度角等,。
4）、 崩潰角：給測(cè)量休止角的堆積粉體以一定的沖擊力，使其表面崩潰后，剩余粉體圓錐體的底角稱(chēng)為崩潰角,。
5）、 平板角：將埋在粉體中的平板向上垂直提起,，粉體在平板上的自由表面（斜面）和平板之間的夾角與受到震動(dòng)后的夾角的平均值稱(chēng)為平板角,。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，平板角是以平板提起后的角度和平板受到?jīng)_擊后除掉不穩(wěn)定粉體的角度的平均值來(lái)表示的,。平板角越小,，粉體的流動(dòng)性越強(qiáng)。一般地,，平板角大于休止角,。
6）、 分散度：粉體在空氣中分散的難易程度稱(chēng)為分散度,。測(cè)量方法是將10克試樣從一定高度落下后,，測(cè)量接料盤(pán)外試樣占試樣總量的百分?jǐn)?shù),。分散度與試樣的分散性,、漂浮性和飛濺性有關(guān)。如果分散度過(guò)50%,，說(shuō)明該樣品具有很強(qiáng)的飛濺傾向,。
2、計(jì)算項(xiàng)目與定義：
1）,、 差角：休止角與崩潰角之差稱(chēng)為差角,。差角越大，粉體的流動(dòng)性與噴流性越強(qiáng),。
2）,、 壓縮度：同一個(gè)試樣的振實(shí)密度與松裝密度之差與振實(shí)密度之比為壓縮度。壓縮度也稱(chēng)為壓縮率,。壓縮度越小,，粉體的流動(dòng)性越好。
3）,、 空隙率：空隙率是指粉體中的空隙占整個(gè)粉體體積的百分比,。空隙率因粉體的粒子形狀,、排列結(jié)構(gòu),、粒徑等因素的不同而變化。顆粒為球形時(shí),，粉體空隙率為40%左右,；顆粒為細(xì)或不規(guī)則形狀時(shí),，粉體空隙率為70-80%或更高。
三,、TC-1000/1001型粉體物理特性測(cè)試儀附屬配件：
1. 減振臺(tái) 1個(gè),；
2. 安息角、崩潰角試樣臺(tái) 1個(gè),；
3. 振實(shí)密度振動(dòng)組件 1套,；
4. 振實(shí)密度用量筒(100ml、50ml,、25ml） 4支,；
5. 金屬粉末松裝密度漏斗 2個(gè)；
6. 通用松裝密度**用量杯（100ml） 1個(gè),；
7. 金屬粉末松裝密度**用量杯（25 ml） 1個(gè),；
8. 松裝密度量杯定位臺(tái) 1個(gè)；
9. 刮板尺 1個(gè),；
10. 溢料盤(pán) 1個(gè),；
11. 分散度**用接料盤(pán) 1個(gè)；
12. 毛刷 3個(gè),；
13. 升降臺(tái)手柄 1個(gè),；
14. 振動(dòng)篩(F75mm) 3只；
15. 試樣勺 1把,；
16. 阻塞棒 1根,。
四、用戶(hù)需自備的設(shè)備：
1. 電子天平 1臺(tái)
2. 干燥箱 1臺(tái)
3. 真空吸塵器 1臺(tái)
五,、儀器的安裝：
1. 工作環(huán)境與安裝位置：
TC-1000/1001型粉體物理特性測(cè)試儀放置與使用地點(diǎn)一般應(yīng)具備以下條件：
1) 溫度在5℃—40℃之間，相對(duì)濕度小于85%,。
2) 環(huán)境整潔無(wú)煙塵,。
3) 周?chē)鷽](méi)有機(jī)械振動(dòng)源或電磁干擾源。
4) 工作臺(tái)必須牢固,、水平,，高度適當(dāng)。
2. 拆箱：拆箱步驟及注意事項(xiàng)如下：
1) 拆箱時(shí)要注意不要損壞儀器及箱內(nèi)其它物品,。主機(jī)部分取出后,，小心地放到事先準(zhǔn)備好的工作臺(tái)上。
2) 小心地取出包裝填充物和附件等,，除去儀器表面的雜物,、灰塵。
3) 打開(kāi)儀器前蓋,，查看內(nèi)部有無(wú)填充物等,，查看儀器外觀及鍵,、鈕,、插座等,，看它們是否正常,、完好,。
4) 將所有的附件,、備品,、資料等一一點(diǎn)清并收存好,。拆箱完畢后,，在處理包裝材料時(shí)不要將小部件遺留在里面,。
3. 安裝人員的要求：
本系統(tǒng)的安裝人員應(yīng)先閱讀本說(shuō)明書(shū)，然后再進(jìn)行安裝,。如有疑問(wèn)請(qǐng)立即與廠方取得聯(lián)系,，請(qǐng)求廠方將提供技術(shù)支持。
4. 安裝：
1) 檢查振動(dòng)篩是否安裝好,；檢查分散度卸料控制器,、各個(gè)開(kāi)關(guān),、門(mén)等部位是否正常,；對(duì)照裝箱單檢查附件是否齊全,。
2) 安裝振實(shí)密度振動(dòng)組件：
a) 將配套的聚氨酯墊圈從量筒上部慢慢套入量筒,；將鋁質(zhì)的量筒托架上層也從量筒上部慢慢套入；
b) 在量筒底部加入硅膠墊,；
c) 將帶有導(dǎo)向桿的鋁質(zhì)量筒托架下層與托架上層慢慢旋緊,，并固定牢固。如圖3
3) 定時(shí)器的設(shè)置：
按定時(shí)器?鍵,，需調(diào)整的時(shí)間顯示數(shù)碼管現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)閃爍后,，按▲鍵完成設(shè)置。設(shè)置時(shí)間為99分59秒,。 粉體物理特性測(cè)試儀的定時(shí)器采用一管二的控制技巧,，及一個(gè)定時(shí)器同時(shí)控制振動(dòng)篩、振實(shí)密度兩部分功能，但控制時(shí)間要相同,。如圖4
六,、操作規(guī)程：
1、通用振實(shí)密度的測(cè)定：
A,、振動(dòng)組件的安裝：TC-1000/1001型粉體物理特性測(cè)試儀配備了25ml,、50 ml、100 ml三種不同規(guī)格的量筒（見(jiàn)附件）,。為了提高測(cè)試的精度,，請(qǐng)依據(jù)被測(cè)粉體的重量（M）和松裝密度（ρ）選擇合適的量筒。
量筒容積（cm3）粉體重量（克）松裝密度（g/cm3）
25m≤10.0ρ≤0.8
10.0≤m≤20.00.8≤ρ≤2.0
20.0≤m≤50.02.0≤ρ≤7.0
50.0≤m≤100.0ρ≥7.0
5010.0≤m≤20.0ρ≤0.8
20.0≤m≤50.00.8≤ρ≤2.0
50.0≤m≤100.02.0≤ρ≤7.0
100m≤100.0ρ≤1.0
m≥100.0ρ≥1.0
根據(jù)所選擇的量筒,，完成量筒的安裝：參見(jiàn)第四節(jié)“儀器的安裝"中的安裝“振實(shí)密度振動(dòng)組件"部分,，待量筒組件安裝好后，將組件的導(dǎo)向桿放入導(dǎo)向軸承的孔中,。
注意：不可用力過(guò)度,，損壞量筒。
B,、設(shè)定振幅：本儀器振動(dòng)組件的振幅為10mm,，儀器出廠時(shí)振幅已調(diào)整為3mm?？梢詫⒏郊械?mm,、2mm或5mm減振墊適量加入到儀器上部的振實(shí)組件圓圈內(nèi)既可。
振幅 = 減振墊總高度 + 2mm
C,、設(shè)定振動(dòng)次數(shù)：本儀器振實(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn)/分鐘,，請(qǐng)?jiān)O(shè)定定時(shí)器的時(shí)間，可確定振動(dòng)次數(shù)（如設(shè)定顯示為12:00,，及12分鐘,，可完成3000次的振動(dòng)）。參見(jiàn)第四節(jié)“儀器的安裝"中的安裝“定時(shí)器的設(shè)置"部分,，
D,、測(cè)試：設(shè)置完成后，將已稱(chēng)取的試樣M連續(xù)試驗(yàn)3次,。分別讀取量筒內(nèi)試樣的體積,，，用下式計(jì)算振實(shí)密度ρa(bǔ)：
ρa(bǔ) = 3 × M /（V1 + V2 + V3）
2,、 通用松裝密度(ρa(bǔ))的測(cè)定方法：
將減振臺(tái),、接料盤(pán)、休止角試樣臺(tái)的下部,、松裝密度量杯定位臺(tái),、100ml的不銹鋼量杯，如圖5。安裝好,，打開(kāi)振動(dòng)篩開(kāi)關(guān),，在振動(dòng)篩上加料，如圖6使樣品通過(guò)篩網(wǎng),、內(nèi)置漏斗充滿(mǎn)量杯密度容器,。當(dāng)粉體充滿(mǎn)密度容器后即可停止加料，關(guān)閉振動(dòng)篩,，用刮板將多余的料刮出,，并用毛刷將外面的粉掃除干凈，用天平稱(chēng)量粉體的質(zhì)量,，如圖7,。連續(xù)試驗(yàn)3次。設(shè)3次的平均質(zhì)量為M,，用下式計(jì)算松裝密度ρa(bǔ)：
ρa(bǔ) = M / 100
3,、 休止角（θr）、崩潰角（θf(wàn)）,、差角（θd）的測(cè)定：
1）,、放置休止角器具：將減振臺(tái)器放到儀器中央的定位孔中、再放上接料盤(pán)和休止角試樣臺(tái),。如果發(fā)現(xiàn)休止角試樣臺(tái)不水平,，請(qǐng)調(diào)整減振器上的三個(gè)螺絲的高度，使休止角試樣臺(tái)的上平面處于水平狀態(tài),。
2）,、加料：關(guān)上將儀器前門(mén)，準(zhǔn)備好試樣,，將定時(shí)器調(diào)到3分鐘左右,，開(kāi)振動(dòng)篩蓋，打開(kāi)儀器的電源開(kāi)關(guān)和振動(dòng)篩開(kāi)關(guān),，用小勺在加料口徐徐加料,，物料通過(guò)篩網(wǎng)、出料口灑落到試樣臺(tái)上,，形成錐體。圖8,。
3）,、休止角的測(cè)定：當(dāng)試樣落滿(mǎn)試樣臺(tái)并呈對(duì)稱(chēng)的圓錐體后，停止加料,，關(guān)閉振動(dòng)篩電源,，將測(cè)角器置于試樣托盤(pán)左側(cè)并靠近料堆，與圓錐形料堆的斜面平齊，測(cè)定休止角,。測(cè)量休止角時(shí)應(yīng)從三個(gè)不同位置測(cè)定休止角,，然后取平均值，該平均值為這個(gè)樣品的休止角（θr）,。
休止角θr=（θr1+θr2+θr3）/3
4）,、崩潰角的測(cè)定：測(cè)完休止角后，用兩手指輕輕提起試樣臺(tái)中軸上的崩潰角振子,，高度為距離頂部大約10mm左右,，然后張開(kāi)手指使振子自由落下，使試樣臺(tái)上的堆積的試樣受到振動(dòng),，圓錐體的邊緣崩塌落下,。如圖9。如此振動(dòng)三次,，然后再用測(cè)角器測(cè)定三個(gè)不同位置的休止角,，其平均值即為崩潰角（θf(wàn)）。
崩潰角θf(wàn)=（θf(wàn)+θf(wàn)+θf(wàn)）/3
5）,、差角的測(cè)定：差角即休止角與崩潰角之差：
差角（θd）=休止角（θr）—崩潰角（θf(wàn)）
4,、 平板角（θs）的測(cè)定：
1) 將升降臺(tái)上放好托盤(pán)，平板伸入托盤(pán)中,，將待測(cè)樣品徐徐撒落在托盤(pán)中,，直到埋沒(méi)平板為止。加料時(shí)也可以先將樣品加到1.18mm的篩子上,，然后將樣品篩到試樣盤(pán)中,。
2) 加完料以后，輕輕扭動(dòng)升降臺(tái)旋鈕使升降臺(tái)的高度緩緩降低,，平板與試樣盤(pán)分離,，這時(shí)用測(cè)角器測(cè)定三處留在平板上粉體所形成的角度，取平均值θs1,。
3) 用錘下落一次,，沖擊平板，再用測(cè)角器測(cè)定三處留在平板上粉體所形成的角度,，取平均值θs2,，如圖10。
平板角θs=（θs1+θs2）/2
5,、 分散度（Ds）的測(cè)定:
1) 將分散度卸料控制器拉到右端并卡住,，關(guān)閉料斗，如圖11,。
2) 用天平稱(chēng)取試樣10g,，通過(guò)漏斗把試樣均勻加到儀器頂部的分散度入料料斗中,。
3) 將接小料盤(pán)(Ф80mm)置于分散度測(cè)定筒正下方的分散度測(cè)定室內(nèi)的定位圈中,關(guān)上抽屜。然后瞬間開(kāi)啟卸料閥,，使試樣通過(guò)分散度筒自由落下,。
4）這樣試驗(yàn)二次，取出接料盤(pán),，稱(chēng)量殘留于接料盤(pán)的粉末,，取其平均值，再用下式求分散度Ds,。
分散度Ds=(10—M) /10×100%
其中： M落在接料盤(pán)中粉體的重量,；
6、 壓縮度（Cp）的計(jì)算：
測(cè)定松裝密度ρa(bǔ)和振實(shí)密度ρp后,，就可以計(jì)算壓縮度Cp了：
Cp=（ρp-ρa(bǔ)）/ρp×100%
壓縮度反映粉體的流動(dòng)特性,。壓縮度越大，粉體的流動(dòng)性就越差,。
7,、 均齊度的測(cè)定：
用粒度測(cè)定儀測(cè)出D60和D10,用下式計(jì)算均齊度:
均齊度=D60/D10
8、 流動(dòng)性指數(shù)：
流動(dòng)性指數(shù)的計(jì)算方法是英國(guó)人Carr在60年代確定的,。他對(duì)大量粉體進(jìn)行測(cè)量后,，用類(lèi)似模糊數(shù)學(xué)中綜合平分的方法對(duì)定性的概念進(jìn)行模糊量化。簡(jiǎn)單地說(shuō),，流動(dòng)性指數(shù)是休止角,、壓縮度、平板角,、均齊度,、凝集度等項(xiàng)指數(shù)的加權(quán)和。
用表1分別查得休止角,、平板角,、壓縮度、聚集度,、均齊度的指數(shù),，這五個(gè)指數(shù)的總和稱(chēng)為流動(dòng)性指數(shù)（flowability）。注：流動(dòng)指數(shù)與壓縮度有關(guān),。
金屬粉末松裝密度（漏斗法）：
將減振臺(tái),、接料盤(pán)、休止角試樣臺(tái)的下部,、休止角試樣臺(tái)中間立桿,、松裝密度量杯定位臺(tái)、25ml的不銹鋼量杯,，如圖12,。安裝好，打開(kāi)振動(dòng)篩開(kāi)關(guān),，在振動(dòng)篩上加料,，如圖6。使樣品通過(guò)篩網(wǎng),、內(nèi)置漏斗充滿(mǎn)量杯密度容器,。當(dāng)粉體充滿(mǎn)密度容器后即可停止加料，關(guān)閉振動(dòng)篩,，用刮板將多余的料刮出,，并用毛刷將外面的粉掃除干凈，用天平稱(chēng)量粉體的質(zhì)量,，如圖7,。連續(xù)試驗(yàn)3次。設(shè)3次的平均質(zhì)量為M,，用下式計(jì)算松裝密度ρa(bǔ)：
ρa(bǔ) = M / 25
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