怎樣使用費氏粒度儀

㈠ 請教費氏粒度與松裝密度的知識

Fisher氣體透過粒度儀，有人稱之為「費氏粒度儀」。

此儀器的商業名稱是Fishe亞篩粒度測試儀(FisherSub-sievesizer)。它是依據大氣經過粉末床層產生的壓力差所造成的壓差計兩管液面高度差h得出顆粒比表面積。儀器示意圖見圖3-⑷。計算式見3-⒄式：

Sv=1.4(θ3(0.5–h)/(Kh))1/2/(1-θ)3-⒄

式中儀器常數K的求法，用已知Sv的樣品反推算出。

實測時，通常按真密度稱樣，倒入樣品筒中，旋轉儀器所帶的壓機旋鈕壓緊樣品。則樣品床層高度直接反映空隙率。在專門繪有曲線群的粒度讀數上，由流量計高度h和空隙率θ可以直接用指針讀出由比表面積按1-⒄式換算的平均粒度Dsv。

它可以用來表示顆粒群體的顆粒大小。

松裝密度，是顆粒分散後自由落下堆積體，單位體積的重量。

測試方法：樣品放在50到200目(視顆粒大小而定)的篩網上，篩網下放已知體積V與重量M0的圓柱體容器，用刷子輕刷樣品，使其通過篩網落到容器中，待容器滿，用細玻璃棒刮平，稱重量M1，則松裝比重=(M1-M0)/V。

它不僅與顆粒大小有關(松裝比重大的顆粒大)，還與該顆粒群的「固氣表面活性」有關。所以該數據表示顆粒大小是不太可靠的。

㈡ 費氏粒度和一般的粒度一樣么，有什麼換算關系

費氏粒度儀，給出的粒度數據，通常是「平均粒度」，相當於其它粒度儀數據中的回D(3，2)。
由於，一般顆粒形狀答非球形，而各儀器測試原理不同；所以費氏粒度儀的數據，與其它粒度儀數據，難有「可比性」。
它與「勃氏」粒度儀的原理基本一樣，有「可比性」。

㈢ 費氏粒度和一般的粒度一樣么，有什麼換算關系

費氏粒度儀，給出的粒度數據，通常是「平均粒度」，相當於其它粒度儀數據專中的D(3，2)。
由於，一般顆屬粒形狀非球形，而各儀器測試原理不同；所以費氏粒度儀的數據，與其它粒度儀數據，難有「可比性」。
它與「勃氏」粒度儀的原理基本一樣，有「可比性」。

㈣ 費氏粒度是什麼

1 前言

費氏法是一種比較簡便的粒度測量方法，它基於測量空氣透過粉末堆積體的速度，依據kozeny-Carman 公式求出粉末的平均粒度。所使用的儀器為費氏儀，由美國Fisher Scientific Co.〔1〕研製，並用公司的第一個字來命名。該儀器結構簡單，操作方便，價格低廉，不需要作任何計算，從讀數板上可直接讀出粒度值。儀器的英文全名為Fisher Sub-sieve Sizer，在我國有不同的譯法，有譯成「費氏篩」，也有譯成「費氏亞篩粒度儀」等等。有些人因此對此名有誤解，認為這是一種篩子。其實，它與篩子沒有任何關系，所指的亞篩(Sub-sieve)是表示該方法測定的粒度范圍為亞篩級的粉末(通常小於50μm)，即用普通機械篩分法不能篩分的粉末。嚴格地講，此儀器應翻譯成「費歇爾亞篩級粉末粒度測定儀」。我國標准〔2〕稱此方法為「費氏法」，這里沿用了這一術語。
該方法是一種相對的測量方法，不能精確地測定出粉末的真實粒度，僅用來控制工藝過程和產品的質量。該方法只能精確地測量空氣通過粉末堆積體時的透過率，其值的大小取決於它的孔結構。粉末堆積體的孔隙度、顆粒形狀、粒度、粒度組成、粒度分布和壓制方法等均影響孔的結構。因此，該方法僅適用於化學成分相同和粒度組成相似的粉末。對於化學成分相同而粒度組成不同的粉末，則會產生較大的測量誤差。有時化學成分相同而粒度組成不同的兩種粉末會得到相同的費氏值，因為它們有相同的透過率。因此，該方法所測量的粒度值不能和其它粒度測量結果進行比較。

2 原理

費氏法屬於穩流(層流)狀態下的氣體透過法，基於空氣在恆定壓力下先透過粉末堆積體，然後通過可調節的針形閥流向大氣。根據空氣透過粉末堆積體時所產生的阻力和流量求出粉末的比表面積和平均粒度。
2.1 平均粒度的計算
粉末的比表面積由Kozeny-Carman方程給出：

(1)

式中 SW——粉末質量比表面積，cm2／g；
ε——粉末堆積體的孔隙率；
A——粉末堆積體橫斷面積，cm2；
ΔP——壓差，△P＝ρ水g重(P－F)
(ρ水：水的密度，＝1g/cm3；g重：重力加速度，＝980.665cm/s2)；
P——樣品前空氣的壓力，cmH2O
(1cmH2O≈102Pa，下同)；
F——樣品後空氣的壓力，cmH2O；
K——Kozeny因子；
L——粉末堆積體厚度，cm；
η——空氣粘度，g.cm－1.s－1；
Q——空氣流量，Q＝C′F
(C為針形閥的流量系數，cm3.s－1.cmH2O－1)，cm3／s；
ρ——粉末的有效密度，g/cm3。
對於球形顆粒粉末，質量比表面積與平均粒徑之間有如下關系：

(2)

式中 D——平均粒度，μm。
粉末有效密度按照GB5161－85〔3〕方法測定。當顆粒內不含有閉塞孔時，其密度等於其材料的真密度。
Kozeny 因子與粉末顆粒的形狀和粒度分布有關，在費氏法中，取K值為5.0。
粉末堆積體的孔隙率由下式給出：

(3)

式中 M——粉末質量，g。
把上述相關已知量和式(1)及式(3)代入式(2)中，則平均粒度可由下式給出：

(4)

定義C為，則式(4)變為式(5)。

(5)

在費氏法中，取試樣的質量在數值上等於粉末的有效密度，即M＝ρ，則式(3)可簡化成式(6)。

(6)

把式(6)代入式(5)中，則：

(7)

2.2 粒度讀數板的繪制
費氏法的平均粒度值可從預先繪制的粒度讀數板上直接讀取，不需作任何計算，這就是費氏法的獨到之處。
粉末堆積體的厚度可從式(6)中求出：

(8)

當試樣橫斷面積A被確定後，可按式(8)繪制一條以孔隙率為橫坐標，試樣厚度為縱坐標的試樣高度曲線，供壓制粉末試樣用。
壓力計前臂高度F／2可由式(7)求出：

(9)

當試樣橫斷面積A、儀器常數C和試樣前空氣的壓力P被確定後，可按式(9)繪制一組以孔隙率為橫坐標，F／2為縱坐標的等粒度曲線。
把試樣高度曲線和等粒度曲線繪制在同一塊板上，便得到費氏法的粒度讀數板。
典型的費氏粒度測定儀〔1〕規定的取值為：A＝1.267cm2、P＝50cmH2O、C＝C1＝3.8cm3／2(即為一檔的結果)。則式(9)為：

(10)

取C＝C2＝7.6cm3／2(即為二檔的結果)，由式(10)求得的D值應乘以2。
按式(8)和式(10)在粒度讀數板上繪制的試樣高度曲線和等粒度曲線示於圖1。

圖1 試樣高度和等粒度曲線

2.3 測量范圍的擴大
費氏儀所提供的讀數板，其孔隙率為0.40～0.80。但有些樣品在0.40孔隙率的情況下仍不能被壓實時，需要增加粉末試樣量。而有些樣品在0.80孔隙率的情況下壓不下去，則需要減少粉末試樣量。如果此時仍然要依據粒度讀數板上的曲線進行測量，則需要對讀出的數據按式(11～13)進行修正。

(11)

(12)

(13)

式中 V——粉末試樣固體體積，cm3；
ε——在讀數板上直接讀出的孔隙率；
D——在讀數板上直接讀出的粒度值，μm。

3 測量儀器

費氏儀由空氣泵、穩壓管、樣品管、壓力計、針形閥和粒度讀數板等部件組成，見圖2。

圖2 費氏儀簡圖
1.空氣泵 2.過濾器 3.調壓閥 4.穩壓管 5.乾燥劑 6.試樣管7.多孔塞 8.濾紙墊 9.試樣 10.齒桿 11.手輪 12.U形管壓力計13.粒度讀數板 14、15.針形閥 16.換檔閥

當氣泵開動後，空氣流經過濾器進入帶有水的豎立穩壓管，然後流過乾燥劑管，除去水分後流進樣品管，最後通過針形閥流向大氣。
每次測定，粉末試樣預先須由齒條和手輪等部件構成的壓制機構按試樣高度曲線壓製成對應孔隙率下的高度。當空氣通過試樣堆積體時，將產生一定的壓力降。被測顆粒越大，產生的壓力降越小，而U形管壓力計水位上升越高，在粒度讀數板上讀出的粒度值越大。反之越小。U形管壓力計有雙重作用，它既是壓力計，又是流量計(毛細管流量計)，其值既表示空氣通過粉末試樣堆積體後的壓力，又表示空氣經粉末試樣堆積體通過針形閥的流量。
粉末粒度的具體測量過程參見GB3249－82〔2〕。每台儀器都配有一個紅寶石標准管，其上標有規定孔隙率下的高低檔值。高檔值用於標定較細粉末的測定，即0.20～20μm范圍粉末的測定；低檔值用於標定較粗粉末的測定，即20～50μm范圍粉末的測定。
測量時，首先應找到最佳孔隙率，然後再在最佳孔隙率下測量粉末的粒度。用一份粉末試樣找最佳孔隙率，先從較高的孔隙率開始，逐步壓實粉末，視粉末壓縮性不同，取0.005～0.05不同的孔隙率間隔。壓一次，測一次粒度，直至壓不動為止。取相鄰兩個最接近的粒度值所對應的孔隙率的平均值為最佳孔隙率。用另一份試樣，在所找到的最佳空隙率下進行測量，此時所得數據作為最終結果報出。

4 結果和討論

一些典型粉末樣品試驗結果列於表1。

表1 典型試樣的測量結果

樣品編號 材料 密度／g.cm－3 稱樣量／g 最佳孔隙率／％ 費氏平均粒度／μm
SA-1 WC 15.7 15.7 0.70 2.43
SA-2 WC 15.7 15.7 0.68 5.20
SA-3 W 19.3 19.3 0.75 3.57
SA-4 Co 8.71 6.0 0.86 3.30
SA-5 Co 8.71 5.0 0.838 3.90
SA-6 Fe2O3 5.20 5.20 0.59 2.70
SA-7 MnO2 4.83 4.83 0.75 1.08
SA-8 TiC 4.93 4.93 0.58 4.35

測量時至少要選用兩份試樣，一份用於找出最佳孔隙率，一份用作測量。一些典型樣品最佳孔隙率的試驗數據列於表2。粒度隨孔隙率變化的曲線示於圖3。

表2 典型的最佳孔隙率的試驗數據

樣品編號 材料 不同孔隙率ε下測量的粒度值D／μm 最佳ε下的D值／μm
SA-1 WC ε 0.80 0.78 0.76 0.74 0.72 0.70 0.68 0.66 0.70
D 2.39 2.53 2.68 2.64 2.40 2.40 2.40 2.34 2.43
SA-3 W ε 0.80 0.78 0.76 0.74 0.72 0.70 0.75
D 3.70 3.53 3.44 3.44 3.37 3.30 3.57
SA-4 Co ε 0.80 0.78 0.76 0.74 0.72 0.75
D 3.70 3.55 3.45 3.40 3.33 3.39
SA-6 Fe2O3 ε 0.66 0.64 0.62 0.60 0.58 0.56 0.54 0.59
D 3.85 3.14 2.85 2.73 2.73 2.70 2.55 2.70
SA-7 MnO2 ε 0.80 0.77 0.75 0.74 0.73 0.745
D 1.37 1.16 1.08 1.08 1.05 1.08
SA-8 TiC ε 0.75 0.70 0.65 0.62 0.60 0.58 0.55 0.53 0.59
D 3.40 4.60 6.60 5.20 4.56 4.56 4.52 4.40 4.35

圖3 粒度隨孔隙率變化曲線

從表2和圖3可以看出，一般情況下，粒度值出現平台時所對應的孔隙率的平均值為最佳孔隙率。但有些粉末沒有粒度值的平台出現，此時選用兩個最接近的粒度值所對應的孔隙率的平均值為最佳孔隙率。例如編號為SA-4的鈷粉，選用兩個最接近的粒度值3.45μm和3.40μm所對應的孔隙率值0.76和0.74的平均值0.75為最佳孔隙率。從表2中可以看出，選用不同的孔隙率會得出不同的測量結果。因此在報出結果或進行數據比較時，指出選用的最佳孔隙率值是十分重要的。
當粉末的松裝密度過大或過小時，在儀器所給出的孔隙率0.80～0.40范圍，粉末不能被壓實或者壓不下去，此時應增加或減少粉末量。例如表2中給出的Co粉，當按鈷的密度8.71稱量粉末時，即使在0.80的孔隙率下，粉末也壓不下去，為此減少粉末量。但仍然在圖版上給出的孔隙率ε′下進行測量，然後按式(11～13)分別求出樣品的真實體積、真實孔隙率和真實的費氏粒度值。

5 結論

1.費氏法實際測量的是空氣透過粉末堆
積體的流速，然後根據流速在粒度讀數板上直接讀出粉末的平均粒度，該平均粒度被稱為費氏平均粒度。它不能精確地反映粉末的真實粒度，也不能和其它粒度測量方法所得結果進行比較。主要用於控制工藝過程。
2.費氏法所測量的粒度值與最佳孔隙率的選擇有密切關系。選用不同的孔隙率，會得到不同的測試結果。因此，在報告結果時，應指出所選擇的最佳孔隙率值。
3.對於化學成分相同和粒度分布相似的粉末，費氏法是比較適用的。此時，可以在相同的孔隙率下進行測量，其相對值是比較可靠的。否則會導致錯誤的結果。例如有化學成分相同而粒度分布不同的兩種粉末，由於它們對空氣的透過速率是相同的，因此有時也會得出相同的費氏粒度值，此結果顯然是錯誤的。

㈤ 費氏粒度的測試儀器

費氏粒度的測試儀器為費歇爾微粉粒度分析儀（Fisher Sub-Sive Sizer，.S.S.S），計算粒度的原理是根據古登（Gooden）和史密斯變換柯青-卡門方程後建立的公式，可參考《粉末冶金原理》黃培雲 主編（第二版） 。
費氏粒度分析儀由空氣泵、穩壓管、樣品管、壓力計、針形閥和粒度讀數板等部件組成，見下圖：
1.空氣泵2.過濾器3.調壓閥4.穩壓管5.乾燥劑6.試樣管7.多孔塞8.濾紙墊9.試樣10.齒桿11.手輪12.U形管壓力計13.粒度讀數板14、15.針形閥16.換檔閥
當氣泵開動後，空氣流經過濾器進入帶有水的豎立穩壓管，然後流過乾燥劑管，除去水分後流進樣品管，最後通過針形閥流向大氣。
每次測定，粉末試樣預先須由齒條和手輪等部件構成的壓制機構按試樣高度曲線壓製成對應孔隙率下的高度。當空氣通過試樣堆積體時，將產生一定的壓力降。被測顆粒越大，產生的壓力降越小，而U形管壓力計水位上升越高，在粒度讀數板上讀出的粒度值越大。反之越小。U形管壓力計有雙重作用，它既是壓力計，又是流量計（毛細管流量計），其值既表示空氣通過粉末試樣堆積體後的壓力，又表示空氣經粉末試樣堆積體通過針形閥的流量。
粉末粒度的具體測量過程參見GB/T 3249-2009 金屬及其化合物粉末費氏粒度的測定方法。每台儀器都配有一個紅寶石標准管，其上標有規定孔隙率下的高低檔值。高檔值用於標定較細粉末的測定，即0.20～20μm范圍粉末的測定；低檔值用於標定較粗粉末的測定，即20～50μm范圍粉末的測定。
測量時，首先應找到最佳孔隙率，然後再在最佳孔隙率下測量粉末的粒度。用一份粉末試樣找最佳孔隙率，先從較高的孔隙率開始，逐步壓實粉末，視粉末壓縮性不同，取0.005～0.05不同的孔隙率間隔。壓一次，測一次粒度，直至壓不動為止。取相鄰兩個最接近的粒度值所對應的孔隙率的平均值為最佳孔隙率。用另一份試樣，在所找到的最佳空隙率下進行測量，此時所得數據作為最終結果報出。

㈥ 費氏粒度儀與激光粒度儀檢測差異有多大

費氏粒度儀測得的是平均粒度Dsv ，與激光粒度測算出的D(3,2)類似。
不過，費氏粒度儀是實際測得內的，而激容光粒度是依粒度分布，按顆粒是球形推算出D(3,2)的。
就是說，被測顆粒接近球形則差異小，顆粒形狀越不規則則差異越大。

㈦ 看了你的回答，想知道費氏平均粒度和其他粒度測量的轉換

費氏平均粒度，與勃氏比表面粒度儀，屬同類儀器，是可以轉換的。回
費氏平均粒度答 = 60000 / 勃氏比表面積。
式中：費氏平均粒度單位μ，勃氏比表面積單位平方厘米/立方厘米。設顆粒都是球形。
和其他粒度分布測量的結果，除表面積平均徑，是無法轉換的。這是因為，測試樣品幾乎都不是球形的。
我的粒度知識，來源於「顆粒粒度與比表面測量原理」一書，

㈧ 費氏粒度儀

費氏粒度是一種粉末粒度值，測試基本方法為穩流式空氣透過法，即在空氣流內速和壓力不變的條件下，測定比容表面積和平均粒度。
費氏法是一種相對的測量方法，不能精確地測定出粉末的真實粒度，僅用來控制工藝過程和產品的質量。

㈨ 費氏平均粒度與激光粒度分布的關系

.Fisher透過儀，有人稱之為「費氏法」。此儀器的商業名稱是Fishe亞篩粒度測試版儀(Fisher Sub-sieve sizer)。它是依據大氣經過權粉末床層產生的壓力差所造成的壓差計兩管液面高度差h 得出顆粒比表面積。它的平均粒度與其比表面積的關系為：平均粒度 = 6000/體積比表面積，平均粒度單位：微米，體積比表面積單位：平方厘米/克。
實測時，通常按真密度稱樣，倒入樣品筒中，旋轉儀器所帶的壓機旋鈕壓緊樣品。則樣品床層高度直接反映空隙率。在專門繪有曲線群的粒度讀數上，由流量計高度h和空隙率θ可以直接用指針讀出由比表面積。

激光粒度分布儀測的是顆粒群的大小分布。
兩者沒必然關系。
當顆粒群中的顆粒都是球形時，費氏平均粒度 = 激光粒度分布數據中的D32(表面積平均徑)。

㈩ 費氏粒度的方法說明

費氏法是一種相對的測量方法，不能精確地測定出粉末的真實粒度，僅用來控制工藝專過程和產品的質量。該屬方法只能精確地測量空氣通過粉末堆積體時的透過率，其值的大小取決於它的孔結構。粉末堆積體的孔隙度、顆粒形狀、粒度、粒度組成、粒度分布和壓制方法等均影響孔的結構。因此，該方法僅適用於化學成分相同和粒度組成相似的粉末。對於化學成分相同而粒度組成不同的粉末，則會產生較大的測量誤差。有時化學成分相同而粒度組成不同的兩種粉末會得到相同的費氏值，因為它們有相同的透過率。因此，該方法所測量的粒度值不能和其它粒度測量結果進行比較。