实验1  粉体的粒度及其分布的测定

粒度分布的测量在实际应用中非常重要，在工农业生产和科学研究中的固体原料和制品，很多都是以粉体的形态存在的，粒度分布对这些产品的质量和性能起着重要的作用。例如催化剂的粒度对催化效果有着重要影响；水泥的粒度影响凝结时间及最终的强度；各种矿物填料的粒度影响制品的质量与性能；涂料的粒度影响涂饰效果和表面光泽；药物的粒度影响口感、吸收率和疗效等等。因此在粉体加工与应用的领域中，有效控制与测量粉体的粒度分布，对提高产品质量，降低能源消耗，控制环境污染，保护人类的健康具有重要意义。

一、    实验目的

1、掌握粉体粒度测试的原理及方法。

2、了解影响粉体粒度测试结果的主要因素，掌握测试样品制备的步骤和注意事项。

3、学会对粉体粒度测试结果数据处理及分析。

二、    实验原理

粉体粒度及其分布是粉体的重要性能之一，对材料的制备工艺、结构、性能均产生重要的影响，凡采用粉体原料来制备材料者，必须对粉体粒度及其分布进行测定。粉体粒度的测试方法有许多种：筛分析、显微镜法、沉降法和激光法等。激光法是用途最广泛的一种方法。它具有测试速度快、操作方便、重复性好、测试范围宽等优点，是现代粒度测量的主要方法之一。

激光粒度测试时利用颗粒对激光产生衍射和散射的现象来测量颗粒群的粒度分布的，其基本原理为：激光经过透镜组扩束成具有一定直径的平行光，照射到测量样品池中的颗粒悬浮液时，产生衍射，经傅氏（傅里叶）透镜的聚焦作用，在透镜的后焦平面位置设有一多元光电探测器，能将颗粒群衍射的光通量接收下来，光-电转换信号再经模数转换，送至计算机处理，根据夫琅禾费衍射原理关于任意角度下衍射光强度与颗粒直径的公式，进行复杂的计算，并运用最小二乘法原理处理数据，最后得到颗粒群的粒度分布。

三、    仪器设备

1、制样：超声清洗器、烧杯、玻璃棒、蒸馏水、六偏磷酸钠。

2、测量：Easysizer20激光粒度仪、微型计算机、打印机。

四、    实验步骤

（一）测试准备

1、仪器及用品准备

    (1)仔细检查粒度仪、电脑、打印机等，看它们是否连接好，放置仪器的工作台是否牢固，并将仪器周围的杂物清理干净。

(2)向超声波分散器分散池中加大约250ml的水。

(3) 准备好样品池，蒸馏水、取样勺、取样器等实验用品，装好打印纸。

2、取样与悬浮液的配置：

激光粒度仪是通过对少量样品进行粒度分布测定来表征大量粉体粒度分布的。因此要求所测的样品具有充分的代表性。取样一般分三个步骤：大量粉体（10n千克）→实验室样品（10n克）→测试样品（10n毫克）。

(1) 从大堆粉体中取实验室样品应遵循的原则：

尽量从粉体包装之前的料流中多点取样；在容器中取样，应使用取样器，选择多点并在每点的不同深度取样。

★ 注意：每次取完样后都应把取样器具清洗干净，禁止用不洁净的取样器具取样。

(2) 实验室样品的缩分

勺取法：用小勺多点（至少四点）取样。每次取样都应将进入小勺中的样品全部倒进烧杯或循环池中，不得抖出一部分，保留一部分。

圆锥四分法：将试样堆成圆锥体，用薄板沿轴线将其垂直切成相等的四份，将对角的两份混合再堆成圆锥体，再用薄板沿轴线将其垂直切成相等的四份，如此循环，直到其中一份的量符合需要（一般在1 克左右）为止。

分样器法：将实验室样全部倒入分样器中，经过分样器均分后取出其中一份，如这一份的量还多，应再倒入分样器中进行缩分，直到其中一份（或几份）的量满足要求为止。

(3) 配制悬浮液

介质：激光粒度仪进行粒度测试前要先将样品与某液体混合配制成悬浮液，用于配制悬浮液的液体叫做介质。介质的作用是使样品呈均匀的、分散的、易于输送的状态。对介质的一般要求是：（a）不使样品发生溶解、膨胀、絮凝、团聚等物理变化；（b）不与样品发生化学反应；（c）对样品的表面应具有良好的润湿作用；（d）透明纯净无杂质。可选作介质的液体很多，最常用的有蒸馏水和乙醇。特殊样品可以选用其它有机溶剂做介质。

分散剂：分散剂是指加入到介质中的少量的、能使介质表面张力显著降低，从而使颗粒表面得到良好润湿作用的物质。不同的样品需要用不同的分散剂。常用的分散剂有焦磷酸钠、六偏磷酸钠等。分散剂的作用有两个方面，其一加快“团粒”分解为单体颗粒的速度；其二延缓和阻止单个颗粒重新团聚成“团粒”。分散剂的用量为沉降介质重量的千分之二至千分之五。使用时可将分散剂按上述比例先加到介质中，待充分溶解后即可使用。

★ 说明：用有机系列介质（如乙醇）时，一般不用加分散剂。因为多数有机溶剂本身具有分散剂作用。此外还因为一些有机溶剂不能使分散剂溶解。

悬浮液浓度：将加有分散剂的介质（约80ml）倒入烧杯中，然后加入缩分得到的实验样品，并进行充分搅拌，放到超声波分散器中进行分散，如图2。此时加入样品的量只需粗略控制，80ml 介质加入1/3—1/5勺就可以了。通常是样品越细，所用的量越少；样品越粗，所用的量越多。

★ 说明：测量同样规格的样品时，要大致找出一个比较合适的样品和介质的比例，这样每次测试该样品时就可以按相同的规程操作了。

 

图1  悬浮液的配制与分散

（4）分散时间

将装有配好的悬浮液的烧杯放到超声波分散器中，打开的电源开关就开始进行超声波分散处理了。由于样品的种类、粒度以及其它特性的差异，不同种类、不同粒度颗粒的表面能、静电、粘结等特性都不同，所以要使样品得到充分分散，不同种类的样品以及同一种类不同粒度的样品，超声波分散时间也往往不同。表1 列出不同种类和不同粒度的样品所需要的分散时间。

表1    不同样品的超声波分散时间：

 

（二）测试步骤

1、打开电脑及激光粒度分析仪，预热半小时。（此时，可进行样品准备）

        2、打开水池边的水龙头。

        3、打开桌面分析软件。

        4、依次点击编辑--进样器--进水--系统对中。

        5、点击“配置—新建测量参数”，输入相应数据。

        6、点击“测量—选择测量参数”。

        7、点击“新建”（桌面上将出一个模板）。

        8、点击“自动”，然后根据仪器的相应提示操作，系统将根据用户设定的测量参数自动完成测量过程中所有的操作。

         9、数据导出到excel中，以及使用拷屏键把粒度分布图转到excel中。

（1）测量单元预热

l  如果是重新测量（即开机后已经测过样品），则此步骤可免。只有第一次开机，或关机超过半小时再重新开机，才须预热。

l  打开本仪器测量单元的电源，一般要等半小时以后，激光功率才能稳定。如果环境温度较低，等待时间还要延长。

l  判断激光功率是否达到稳定的依据是，背景光能分布的零环高度（参考下一步，系统对中）是否稳定。

l  在等待激光功率稳定期间，操作者可以做一些测试前的其他准备工作，或其他事。

（2）系统对中

所谓系统对中，就是把激光束的中心与环形光电探测器的中心调成一致。本仪器具有自动对中功能；

正常情况下，零环高度调到最高时应在60至30之间。零环高，其他环也相应较高；零环低，其他环也相应较低（参考刚交货时的相对高度）。如果零环下降，其他环反而升高，或者零环调到最高时，高度不高于30，说明仪器处于不正常状态。

（3）自动测量

当启动该功能时，系统将根据用户设定的测量参数自动完成测量过程中所有的操作，包括：清洗、进水、对中、背景、进样、浓度调整、分析、保存、打印等。

（三）测量结果的真实性确认

对于一个新样品，得到测试结果后，不应马上向外报告结果，因为初次测得的结果未必是真实的。在测量过程中，很多因素会使测量结果失真，例如分散不良、悬浮液中有气泡、测量窗口玻璃结露、粗颗粒沉降、取样的代表性不佳等等。本节介绍测量结果可靠性的判断方法，造成测量失真的原因、现象及排除方法。

1、重复性是粒度测量结果可信性的重要指标

测量结果的重复性又称为再现性，是指仪器对同一待测粉末材料进行多次测量所得结果之间的相对误差。这里的多次测量分两种情况：其一，同一次取样，反复测量；其二，多次取样，多次测量。第二种情况测得的结果反应的重复性是全面的，第一种情况不能反映取样的代表性所引起的重复性问题。

影响重复性的因素可分为三大类，一是仪器本身的性能，是由仪器的质量决定的，与操作无关；二是样品的特性，如分布宽度、密度、分散性等等；三是操作。二、三两类因素有时相互交叉，相互影响，下面各小节将详细讨论。

粒度测量的重复性一般要用三个测量值的重复性来描述，他们是平均粒径（体积平均粒径或D50）、上限粒径(如D90、D95)和下限粒径（如D10、D7）。

在本仪器中，重复性是用被考察特征粒径的相对标准偏差来定义的。

利用本仪器软件的统计报告格式，可自动计算测量值的均方差和相对均方差。

2、分散不良的影响

分散不良是影响测量结果可信性的常见原因。

影响样品分散效果的主要因素有四：

（1）  样品颗粒的团聚性。团聚性一是同颗粒本身的表面物理特性有关，二是同颗粒的粗细有关。一般来说颗粒越小，则团聚性越强，越不容易分散。

（2）  悬浮液的选择。不同材料的样品往往要用不同的悬浮液。悬浮液合适与否可以从液体能否浸润颗粒表面观察出来。如果能够浸润，则样品投入盛有悬浮液的量杯后，会很快下沉；否则就会有相当一部分浮在液面上；浮在液面上的比例越少，说明浸润越好，即悬浮液越恰当。

注意：悬浮液不能够溶解颗粒，或与颗粒发生化学反应。用上述肉眼观察的方法看来合适的悬浮液，有可能会与颗粒发生化学反应或溶解颗粒。是否发生了化学反应或溶解，一是从颗粒和液体的化学性质来判断；如果颗粒大小超过1um,也可用显微观察混合液的方法来判断（取一滴混合液涂在载波片上，在显微镜下应可观察到颗粒，如果观察不到颗粒，或则看到颗粒的边缘正逐步模糊，则说明颗粒已被溶解，或正在发生化学反应）。

（3）  分散剂的使用。分散剂是用来增进颗粒在悬浮液中的分散效果的。当有样品颗粒漂浮在悬浮液表面时，加进合适的分散剂后，浮在上面的颗粒会明显减少。

（4）  超声振荡。一般情况下，悬浮液和样品颗粒混合成的混合液要在超声波清洗机内做超声振荡。超声波要有足够的功率，超声时间也要适当。

分散是否良好可以通过显微镜观察混合液发现。如果混合液中的颗粒有两颗或更多颗粘连的情况，则说明分散不好。有时从测量的重复性也可反应出分散效果，考察不同次取样测量的重复性时，分散不良的样品的测量结果往往是不稳定的。

3、气泡的影响

由于在测量中使用了液体，因此容易产生气泡。气泡同液体中的颗粒一样,也要散射光，所以会干扰测量。

气泡产生的原因有五：（1）盖上静态样品池上盖时气泡没有排干净；（2）第一次使用循环进样器，或循环系统内液体被完全排空后再次使用时循环系统内空气没完全排出；（3）循环进样器的循环速度太高，以致产生强烈的漩涡，空气被卷进液体，产生气泡；（4）分散剂中含有发泡剂，循环进样器循环时产生气泡；（5）由两种液体（如乙醇和水）混合而成的悬浮液在循环进样器内循环时可能产生气泡。

对原因（1）产生的气泡，用肉眼仔细观察静态样品池的窗口就可发现。本小节主要讨论后三种原因产生的气泡，它们都是在循环进样器中产生的。

原因（2）产生的气泡，一般来说颗粒都比较大，用肉眼仔细观察循环进样器的测量窗口也可发现。从背景光能分布上也能看出来:背景光能比正常情况强，且不稳定。只要让它多循环一会儿就会消失。

原因（3）产生的气泡也可通过肉眼观察测量窗口的方法观察到。从背景光能上看，循环速度的高低对其有明显的影响。如在高速档有气泡，就将仪器调到较低的档位运行。

含有发泡剂的分散剂只能在静态样品池中使用，不能在循环进样器中使用；否则会产生大量的气泡。当悬浮液和发泡剂混合但未经搅拌时，不会产生气泡。循环进样器开始循环之后，气泡逐渐增多，一定时间之后达到顶峰。原因（5）产生的气泡现象与原因（4）相似。在情况比较严重时，可以看到悬浮液由透明变成白色，同时背景光能会明显增高。对这两种原因产生的少量的气泡，可以这样观察：

步骤1，把循环速度设为最低速，仪器处于背景测量状态；

步骤2，启动循环，循环正常（约3秒钟）后，作背景采样；

步骤3，背景采样结束（屏幕上的光能分布表下方的“背景测量”按钮变成“样品分析”）后，将循环速度调到较高档(加样槽不能产生样中漩涡)，观察样品光能分布（此时实际上并没有样品）。

如果观察到的光能分布是稳定、光滑的，说明有气泡，看到的光能实际就是气泡散射的光能。

4、测量窗口玻璃结露

当实验室温度较低（比如低于10），同时湿度又较高（例如高于90%）时，进样器的测量窗口插入测量单元后，玻璃上会逐渐产生一层雾。这是由于玻璃表面的温度明显低于测量单元内部温度的缘故。雾滴如同沾在玻璃表面上的尘埃颗粒，将散射光，从而干扰样品的粒度测量。

当测量窗口刚插入测量单元时，玻璃表面还没有雾滴。雾滴是缓慢产生的，也会自动消失。因此在背景测量状态下，您会看到背景光能逐步变高，然后又渐渐恢复正常。当背景光能明显高于正常状态时，抽出测量窗口，您会看到玻璃上有一层水雾。

显然，有水雾时不能进行背景或样品测量。必须等水雾散尽才行。水雾会自动散去，而且静态样品池比循环进样器散得快。

小诀窍：当窗口结的雾达到最多时，从测量单元内抽出窗口，可加快水雾散去的速度。

5、粗颗粒沉降

用循环进样器测量样品时，要求投入加样槽的所有样品颗粒都有相同的机会参与循环过程，以保证测量的代表性。然而在实际测量中，粗颗粒（例如粒径大于60um的颗粒）容易在管路系统中沉淀下来，在样品数据采样时测不到它们，从而使测量结果偏小。因此，我们在测量样品时，要尽量避免粗颗粒下沉。

当有粗颗粒沉降发生时，循环的时间越长，测得的粒度越小。

避免粗颗粒下沉或减少下沉对测量可信性的影响的方法有如下几种：

l  在不卷起气泡的前提下，尽量提高循环速度。

l  选用粘度较高的悬浮液；

l  如果确实无法避免下沉，则在保证颗粒已在悬浮液内混合均匀的前提下，尽量缩短投进样品至数据采集的时间间隔。

6、宽分布样品的测量

当样品中的最大粒与最小粒之比大于15，或（D90-D10）/D50>1.5时，就可以认为样品是宽分布的。一般来说，样品的粒度分布越宽，测量的重复性就越差。为提高宽分布样品的测量重复性，可采用如下几种方法：

l  适当提高测量时的样品浓度；

l  延长采样的持续时间；

注意：由于激光功率不可避免地会随时间漂移，因此采样持续时间越长，激光功率不稳带来的影响就越大。为此测量宽分布样品时，应让测量单元预热的时间尽量长一点，使激光功率更加稳定。

l  多次取样测量，取多次测量的平均值作最终报告。

五、数据记录

    记录相关实验数据。

六、    注意事项

1、整个系统的保养与维护

l  开机顺序：(交流稳压电源)→粒度仪→打印机→显示器→电脑。

l  关机顺序：电脑→打印机→粒度仪→(交流稳压电源)。

l  搬运或移动前，应标记清楚每条信号线的接插位置，以便正确恢复连接。

l  插拔电缆信号线时，一定要先关闭电源开关，再进行操作。

l  系统各部分的电源不要瞬间开启或关闭。每次开、关时间间隔应大于10 秒。

l  要经常检查保护地线、确保系统的各个部分都处于良好的接地状态。

2、采用超声波分散器对中样品进行分散处理时，控制分散时间，尽量分散彻底。

3、分散剂用量不宜过多，以免影响试验结果。

七、    思考题

    列举2-3个影响测试结果可靠性的因素？

第二篇：筛分析法测试粉体粒度及粒度分布

筛分析法测试粉体粒度及粒度分布

     

粒度分布通常是指某一粒径或某一粒径范围的颗粒在整个粉体中占多大的比例。它可用简单的表格、绘图和函数形式表示颗粒群粒径的分布状态。颗粒的粒度、粒度分布及形状能显著影响粉末及其产品的性质和用途。例如，水泥的凝结时间、强度与其细度有关，陶瓷原料和坯釉料的粒度及粒度分布影响着许多工艺性能和理化性能，磨料的粒度及粒度分布决定其质量等级等。为了掌握生产线的工作情况和产品是否合格，在生产过程中必须按时取样并对产品进行粒度分布的检验，粉碎和分级也需要测量粒度。

粒度测定方法有多种，常用的有筛析法、沉降法、激光法、小孔通过法、吸附法等。本实验用筛析法和沉降法，以及激光法测粉体粒度分布。

一、  实验目的

筛析法是最简单的也是用得最早和应用最广泛的粒度测定方法，利用筛分方法不仅可以测定粒度分布，而且通过绘制累积粒度特性曲线，还可得到累积产率50％时的平均粒度。本实验用筛析法测粉体粒度，其实验的目的是：

1、了解筛析法测粉体粒度分布的原理和方法。

2、根据筛分析数据绘制粒度累积分布曲线和频率分布曲线。

二、  基本原理

1、测试方法概述

筛析法是让粉体试样通过一系列不同筛孔的标准筛，将其分离成若干个粒级，分别称重，求得以质量分数表示的粒度分布。筛析法适用于约10mm至20μm之间的粒度分布测量。如采用电成形筛（微孔筛），其筛孔尺寸可小至5μm,甚至更小。

过去，筛孔的大小用“目”表示，其含义是每英寸（25.4mm）长度上筛孔的数目，也有用1cm长度上的孔数或1cm²筛面上的孔数表示的，还有的直接用筛孔的尺寸来表示。筛析法常使用标准套筛，标准筛的筛制按国际标准化组织（ISO）推荐的筛孔为1mm的筛子作为基筛，以优先系数及20/3为主序列，其筛孔为，再以R20或R40/3作为辅助序列，其筛孔分别为。

筛析法有干法与施法两种，测定粒度分布时，一般用干法筛分，若试样含水较多，颗粒凝聚性较强时，则应当用湿法筛分（精度比干法筛分高），特别是颗粒较细的物料，若允许与水混合时，最好使用湿法。因为湿法可避免很细的颗粒附着在筛孔上面堵塞筛孔。另外，湿法可不受物料温度和大气湿度的影响，湿法还可以改善操作条件。所以，湿法与干法均已被列为国家标准方法并列使用，作为测定水泥及生料的细度。

筛析法除了常用的手筛、机械筛分、湿法筛分外，还用空气喷射筛分、省筛法、淘筛法和自组筛等，其筛析结果往往采用频率分布和累积分布来表示颗粒的粒度分布。频率分布表示各个粒径相对应的颗粒质量分数（微分型）；累积分布表示小于（或大于）某粒径的颗粒占全部颗粒的质量分数与该粒径的关系（积分型）。用表格或图形来直观表示颗粒粒径的频率分布和累积分布。

筛析法使用的设备简单，操作方便，但筛分结果受颗粒形状的影响较大，粒度分布的粒级较粗，测试下限超过38μm时，筛分时间长，也容易堵塞。

2．设备仪器工作原理

   干筛法：置于筛中一定质量的粉料试样，借助于机械振动或手工拍打使细粉通过筛网，直至筛分完全。根据筛余物质量和试样质量求出粉料试样的筛余量。

   湿筛法：置于筛中一定质量的粉料试样，经适宜的分散水流（可带有一定的水压）冲洗一定时间后，筛分完全。根据筛余物质量和试样质量求出粉料试样的筛余量。

三、  测试操作程序

1.      干筛法

（1）    设备仪器准备

标准筛一套，振筛机1台，托盘天平1架，陶瓷盘2个，烘箱1台。

（2）    具体操作步骤

①  试样制备：用圆锥四分法缩分取样，将试样放入烘箱中烘干至恒重，准确称取100g(松装密度大于1.5g/cm3的取50g)。

②  套筛按孔径由大到小顺序叠好，并装上筛底，安装在振筛机上，将称好的试样倒入最上层筛子，加上筛盖。

③  开动振筛机，震动10min,然后依次将每层筛子取下，用手筛分，若1min所筛下的物料量小于筛上物料的1％，则认为已达筛分终点，否则要继续手筛至终点。

注：如没有振筛机，可用手均匀摇振筛子，每分钟拍打150次，每打25次将筛子转1/8圈，使试样分散在筛布口，拍打约10min，直至筛分终点（终点是拍打1min后筛下物小于筛上物料的1％）。

④  小心取出试样，分别称量各筛上和底盘中的试样质量，并记录于表中。

⑤  检查各层筛面质量总和与原试样质量之误差，误差不应超过2％，此时可把所损失的质量加在最细粒级中，如误差超过2％，实验重新进行。

2. 湿筛法

  （1）设备仪器准备

   套筛一套（或选定目数 筛子），脸盆1只，烘箱1台。

（2）具体操作步骤

① 试样制备：用圆锥四分法缩分取样，将试样放入烘箱中烘干至恒重，准确称取5g.

② 将试样放入烧杯中，加水搅拌成泥浆（如果难分散粉料，还需加入适量的分散剂）。

③ 将上述泥浆倒入所选号数的筛上或套筛上，然后逐只在盛有清水的脸盘中淘洗，如此逐只进行，最好将各层筛上的残留物用洗瓶分别洗到玻璃皿中，放在烘箱内烘干至恒重，称量（准确至0.1g）.

④ 若直接用泥浆进行测定，则先称50g或100g泥浆放在烘箱内烘干称重，测定此泥浆含水量后，计算称取相当于100g干粉重的泥浆，按上述步骤测定筛余率或各号筛上的筛余量。

（3）        数据记录

试样名称___________________________试样质量_________________

筛分时间___________________________

四、    测试结果处理

1、数据处理

（1）   

（2）    根据实验结果记录，在坐标纸上绘制筛上累积分布曲线，筛下累积分布曲线R,频率分布曲线（粒度尽量减小，通常可取）。

如图3所示，称为粒度分布曲线（也称频度分布曲线），描绘粒度d_i——累积%Σf_i和d_i——累积%ΣΦ_i的曲线如图4所示称为累积分布曲线。

在图4中的累积曲线有两条，曲线①称负累积曲线从小于某粒级的含量累加到最大粒级的含量达到100%而曲线②称为正累积曲线从大于某一粒级含量累加粒级最小的百分含量总累积量也为100%。

在图3中峰值对应的直径A称为最多经，在图4的累积曲线上含量50%所对应的直径称作中位径。表示大于或小于该直径的粉末各有一半若体积计算表示大于或小于直径的粉末体积各占一半。

 

根据计算与作图可了解粉末的粒度范围，组成情况及平均粒度级，进而可以决定粉末的制取工艺是否合理。作为粉末冶金产品的原料是否符合要求。

2、结果分析

一个筛子的各个筛孔可以看作是一系列的量规，当颗粒处于筛孔上，有的颗粒可以通过而有的通不过。颗粒位于一筛孔处的概率有下列因素决定：粉末颗粒大小分布；筛面上颗粒的数量；颗粒的物理性质（如表面积）；摇动筛子的方法；筛子表面的几何形状（如开口面积/总面积）。当颗粒位于筛孔上是否能通过决定于颗粒的尺寸和颗粒在筛面上的角度。

筛分所测得的颗粒大小分布还决定于下列因素：筛分的持续时间；筛孔的偏差；筛子的磨损；观察和实验误差；取样误差；不同筛子和不同操作的影响。

思考题

１.影响筛分析法的因素有哪些？

２.由粒度分布曲线如何判断试样的分布情况？

３.由粒度分布曲线确定试样的平均径（中位径及最大几率径）是多少？

４.粉体的均匀度是表示粒度分布的参数，可由筛分结果按下式计算：

试求所测粉体的均匀度为多少？

粉体白度及色差的测定

一、实验目的

1、了解白度及色差的概念。

2、掌握白度仪及色度仪的使用方法。

二、实验仪器设备

YQ-Z-48B白度仪

标准白板

0.074mm标准筛

三、实验原理

白度的定义：光谱漫反射比恒等于1的理想完全反射漫射体(PRD)表面的白度为100度，光谱漫反射比恒等于0的黑体表面的白度为0度。任何白色物体的白度则表示对于PRD白色程度的相对值。表征物体白的程度,用W和W10表示。白度值越大，则白色的程度越大。完全反射漫射体的白度等于100。

白度就是在对光源性质、视角以及入射角度等明确规定的特定条件下，以氧化镁为基准, 相同的其平整表面对光的反射率, 以百分数表示。

白度仪广泛应用于造纸、印刷、纺织印染、陶瓷搪瓷、建材、化工、粮食、制盐等行业，用来测定物体的白度、黄度、颜色和色差，还可以测定纸的不透明度、透明度、光散射系数、光吸收系数和油墨吸收值。本仪器可以测定CIE（1982）白度（甘茨视觉白度）W10和偏色值Tw10。可以测定ISO白度（R457蓝光白度）和Z白度（Rz）。对于荧光增白的试样，还可以测定其中荧光物质发射产生的荧光增白度。测定建筑材料和非金属矿产品的白度WJ。还可以测定亨特白度W。

1．测定CIE（1982）白度（甘茨视觉白度）W10和偏色值Tw10。
2．测定ISO白度（R457蓝光白度）和Z白度（Rz）。对于荧光增白的试样，还可以测定其中荧光物质发射产生的荧光增白度。
3．测定建筑材料和非金属矿产品的白度WJ。
4．测定亨特白度WH。
5．测定物体的颜色，报告漫反射因数RX、RY、Rz，刺激值X10、Y10、Z10，色品坐标X10、Y10，明度L*，色度a*、b*，彩度C*ab，色调角h*ab，主波长λd、兴奋纯度Pe，色差ΔE*ab、明度差ΔL*、彩度差ΔC*ab、色调差ΔH*ab，亨特系统L、a、b。
6．测定黄度YI。
7．测定不透明度OP。
8．测定光散射系数S。
9．测定光吸收系数A。
10．测定透明度。
11．测定油墨吸收值。
12．参比样可以是实物，也可以是数据。
13．多次测量可以取平均值。

四、主要技术特点
1．模拟D65照明体照明。采用CIE1964补充色度系统和CIE1976（L*a*b*）色空间色差公式。
2．采用d/o照明观测几何条件。漫射球直径150mm，测量孔直径25mm，设有光吸收器，消除了试样镜面反射光的影响。
3．测量重复性：σ（Y10）＜0.1，σ（X10、Y10）＜0.001。
4．准确度：△Y10＜1.0，△X10（△Y10）＜0.01。
5．试样尺寸：测试平面不小于Φ30mm，厚度不超过40mm。
6．电源：170～250V，50Hz，0.3A。
7．工作环境：温度10～30℃，相对湿度不超过85%。

五、实验方法

l、测定干燥白度，采用粉末状试样。将待测试样放入烘箱，在l05—110℃干燥 

  2小时，取出置于干燥器中冷却至室温。用0．074m m筛子筛分，筛下试样供测试用。

2、将-0.074mm试样盛入测量盒中，用玻璃板将表面压平整，然后进行测试。

3、仪器按说明进行操作，先加热15分钟，再调零和校准，然后放上待测试样进行白度测定。

4、计算试样的白度：建筑材料及非金属矿产品的白度亦可采用以下公式计算，但必须在测试报告中注明。

W＝Y₁₀＋400x₁₀－1000y₁₀＋205.5

式中：W——试样的白度； 0

Y₁₀、x₁₀、y₁₀──试样的三刺激值及色品坐标。

六、数据处理

将测定数据分别记入下列表中，并计算测定结果。

            表3  白度记录与计算表