2.2 粉體的特性及測定（2）——密度及比表面積的測定

2.2.1 粒子密度的測定——比重瓶法和貝克曼比重計法

所謂粒子的密度是稱量的粉體質量除以該粉體所占的體積。原理上講，與求塊體（體相）密度的方法相同。

比重瓶法使用圖中所示的容器（質量m0），以液體作溶劑（密度ρl）。首先，在容器中只充滿溶劑，稱量其質量ml。而后，在容器中只裝滿試樣粉體，稱量其質量ms。最后，再在其中注滿溶劑，稱量其質量msl，則由下式可求出粒子的密度：

該式所求的，實際上是粒子的質量除以粒子的真體積。測試中需要注意的是，選擇的溶劑既要良好浸潤粒子又不溶解微細粒子，同時試樣粒子間不能有空氣殘留。為此，注滿溶劑前要抽真空等。

貝克曼比重計法是利用氣體的測試方法，該裝置市場有售。采用的原理是，在同一溫度下，氣體壓力與體積的乘積保持不變。在不存在試樣粒子的狀態下，使容器A、B保持相同容積（考慮活塞左側的空間，當活塞在位置1時，其體積為V1）；容器A、B通過連接閥及與大氣開放的排氣閥相互連接。

在取樣杯中裝滿待測試樣粉體，兩閥處于打開狀態，待兩容器達到等壓狀態后，關閉兩閥。容器A、B間設有差壓計，如圖所示。在向左推動容器A的比較用活塞的同時，也向左推動容器B的測定用活塞，在差壓計監測下保證容器A、B內的壓力大致相同。當比較用的活塞到達位置2（容積V2）時，求出差壓為零時測定用活塞的位置3（容積V3）。由于試樣粉體的體積與（V3-V2）成正比，因此可以求出試樣粉體的體積，進而得到密度。

2.2.2 比表面積的測定——透氣法和吸附法

比表面積是指單位質量物料所具有的總面積。比表面積是粉體的基本物性之一。測定其表面積可以求得其表面積粒度。

比表面測試方法根據測試思路不同分為吸附法、透氣法和其他方法。

透氣法是先形成粉體的層，再利用一定流量的流體（通常為空氣）流過該層所用的時間求出比表面積。粒徑大（比表面積小），粉內層中形成的間隙大，短時間內便有一定量的流體流過。利用這種原理的Blain法廣泛用于水泥粉末度的測定，但是比表面測試范圍和精度都很有限。

吸附法根據吸附質的不同又分為吸碘法，吸汞法，低溫氮吸附法等。 低溫氮吸附法根據吸附質吸附量確定方法不同又分為動態色譜法，靜態容量法，重量法等。

吸附法通常以氮氣作為吸附氣體，求出液氮溫度（-195℃）下粉體表面的吸附量。在一定的溫度下，粉體的吸附量隨著吸附氣體壓力的升高而增加。使壓力階段性地上升，分別測定吸附量，稱表征吸附量與壓力關系的曲線為等溫吸附線。已經報道這種等溫吸附線有5種不同的類型。在吸附氣體與粉體表面不引起化學反應的場合，會得到圖中所示的Ⅱ型曲線。這種曲線形式可通過被稱為BET式的公式所表征。由這種BET式計算單分子層吸附氣體的量，再乘以吸附氣體所占的面積（吸附于表面的氣體分子所占有的斷面積），即可以求出比表面積。

在粒子徑測量中通過比較，可確保測定值的良好重復性。由該比表面積即可求出比表面積相當徑。該比表面積相當徑與其他方法測定的粒子徑相比，通常會更小。造成這種結果的原因是，采用其他測定方法時，表面或多或少的凹凸幾乎不會對測定值產生影響。