粒度分布特征及其环境意义

粒度分布特征及其环境意义,第1张

沉积物的颗粒大小称为粒度。研究碎屑沉积物和碎屑岩的粒度大小和各种粒级的分布特征的方法称为粒度分析。粒度分布特征可反映沉积介质的流体力学性质和能量,故是判别沉积环境及水动力条件的一个重要物理标志,而且对于油气沉积储层的评价也有重要意义。

碎屑物质以机械搬运为主,其搬运和沉积作用是受水动力条件(如介质、流量、流速)控制的,碎屑物质埋藏后除部分石英有次生加大或溶解外,一般颗粒变化不大。因此,粒度大小及分布特征,可用来直接反映沉积时的水动力条件。研究粒度分布,可提供如下资料:①明确搬运介质性质,如风、水、冰川、泥石流、浊流等;②判断搬运介质的能量条件,如流速、强度、起动能力等;③明确搬运方式,如滚动、跳跃、悬浮;④明确沉积作用的形式,如牵引流、浊流等。

(一)粒度分析的主要方法

根据颗粒大小及岩石致密程度不同,分别采用如下四种方法。

1直接测量法

一般用于砾岩或砾石,其方法是用度量工具直接测量砾石的直径或视直径大小,一般测量一定面积内的全部砾石(粒径大于2mm的颗粒)不少于100个,用于河流、滨海、冰川、洪积等砾岩的分析。

2筛析法

用于未固结或胶结较差的含砾砂岩到粉砂岩,它是用一套筛孔直径不同的筛子将砂样过筛,以分成不同的粒级组分,一般筛孔直径按1/4ϕ间隔选择较好,称出每层筛内砂的质量,并求出其百分含量。筛析法比较简便,也较精确,注意取样应在一个完整层序内,粗、中、细砂均应取样。

3薄片粒度法

一般用于较致密的岩石,其方法是在显微镜下,用测微尺直接测量岩石薄片中颗粒的最大视直径,并将测量值换算成ϕ值,按1/4 间隔分组,计算各组内颗粒百分数,每片要求统计300~500颗粒。

4激光衍射粒度分析法

激光衍射粒度分析是根据激光照射到颗粒后,颗粒能使激光产生衍射或散射的现象来测试粒度分布的。光在行进中遇到微小颗粒时,会发生散射。大颗粒的散射角较小,小颗粒的散射角较大。激光衍射粒度分析能对干湿松散颗粒样品进行快速、精确、便捷的粒度分析,可在纳米至毫米粒度范围内进行测量。

由激光器的发生的激光,经扩束后成为一束直径为10mm左右的平行光。在没有颗粒的情况下该平行光通过富氏透镜后汇聚到后焦平面上。大颗粒引发的散射光的角度小,颗粒越小,散光与轴之间的角度就越大。这些不同角度的散射光通过富姓氏透镜后在焦平面上将形成一系列有不同半径的光环,由这些光环组成的明暗交替的光斑称为Airy斑。Airy斑中包含着丰富粒度信息,简单地理解就是半径大的光环对应着较小的粒径;半径小的光环对应着较大的粒径;不同半径的光环光的强弱,包含该粒径颗粒的数量信息。这样我们在焦平面上放置一系列的光电接收器,将由不同粒径颗粒散射的光信号转换成电信号,并传输到计算机中,通过米氏散射理论对这些信号进行数学处理,就可以得到粒度分布了。

激光衍射粒度分析法具有以下主要特点:①测量的粒径范围广,将多种光散射原理结合起来,通过计算机的人工智能系统来自动灵敏地改变测量模式,从而扩大粒度测试的范围,测定范围十分宽广,从纳米到微米量级(002~2000μm);②适用范围广泛,不仅能测量固体颗粒,还能测量液体中的粒子,DeSmet利用前向光散射的同时测量了二维粒子的平均粒径和形状,并且利用粒度测试仪与红外、质谱和核磁共振等连用技术,使粒度测试内容多样化;③重现性好,与传统方法相比,激光粒度分析仪能给出准确可靠的测量结果;④测量时间快,整个测量过程1~2分钟即可,某些仪器已实现了实时检测和实时显示,可以让用户在整个测量过程中观察并监视样品。

运用上述不同的方法所得到的分析结果可能有偏差,如薄片粒度与筛析粒径之间的偏差可达025ϕ或更大,这是切片效应造成的结果(切片效应是指在颗粒集合体的切片中,颗粒的视直径均小于其真直径),必须进行校正,弗里德曼(1962)提出的粒度回归校正方程是:D=03815+09027d(D—校正后筛析直径ϕ;d—薄片中视直径ϕ)。

在运用薄片粒度法进行粒度分析时还必须考虑砂岩中基质的影响,即进行杂基校正,方法是用显微镜测定或估出杂基含量,由于切片效应和成岩后生作用,其值一般较高,取其2/3或1/2为校正值,假定为X,将各累计频率乘以(100-X)作为该粒级的真正百分含量。

总之,在样品类型和实验条件具备的情况下,采用激光衍射粒度分析法是最为合理有效的方法,目前,在材料科学和沉积学研究中广泛应用。

(二)颗粒粒级的划分

一般采用伍登-温特沃思标准,它是以毫米(mm)为单位的一个分类方案,后来克鲁宾(1934)提出了一种对数换算,称其为ϕ值(ϕ=-log2D,其中D为颗粒直径)。粒径(mm)和ϕ值的对应关系见表5-5。

(三)粒度曲线和粒度参数

根据粒度分析的结果,可编制各种直方图、粒度曲线及计算各种粒度参数。

1直方图和粒度曲线

直方图和粒度曲线都是沉积环境分析的参考标志。常用的粒度曲线包括直方图、频率曲线、累积曲线、概率累积曲线。

表5-5 粒级划分标准比较表

图5-35 由直方图所做的频率曲线

(据克鲁莫艾尼塔尔,1938)

直方图 是最常用的粒度分析图件,其横坐标为颗粒粒径区间,纵坐标表示粒级的百分含量,做出一系列相互连接、高低不平的矩形图(图5-35左),直方图优点是能直观、简明地反映出粒度分布特征。

频率曲线 是将直方图每个柱子的纵、横边的中点依次连成多边形频率曲线(图535右),其围限的多边形的面积仍基本等于直方图的面积和。频率曲线可清楚地表明粒度分布特点、分选好坏、粒度分布的对称度(偏度)及尖度(峰度)等。

累积曲线 是一种常用的简单的图形,它是以累积百分含量为纵坐标,以粒径为横坐标,从粗粒一端开始,在图上标出每一粒级的累计百分含量。将各点以圆滑的曲线连接起来,即成累积曲线(图5-36)。累积曲线一般呈S型,从图上可看出其粒级分选的好坏,在计算粒度参数时也可由图上读出某些累计百分比对应的粒径值。累积曲线的形态,可用来区分不同的沉积环境。

概率累积曲线 也是一种粒度累积曲线,它是在正态概率纸上绘制的,横坐标代表粒径;纵坐标为累积百分数,并以概率标度,概率坐标不是等间距的,而是以50%处为对称中心,上下两端相应地逐渐加大,这样可以将粗、细尾部放大,并清楚地表现出来。概率曲线中碎屑沉积物的粒度不是一个简单的对数正态分布,而是由几个呈对数正态分布的次总体组成,一般包含有三个次总体,在概率图上表现为三个直线段,代表了三种不同的基本搬运方式,即悬浮搬运、跳跃搬运和滚动搬运(图5-37)。三个次总体在累积概率曲线上分别称为悬浮总体、跳跃总体和滚动总体(牵引总体),概率图上除三个次总体之外的其他参数有:截点、混合度、次总体百分含量、分选性。

截点 指两个次总体直线的交点,以横坐标表示,细截点(S截点)是悬浮总体和跳跃总体的交点,表示能悬浮的最粗颗粒;粗截点(T截点)是跳动总体和滚动总体的交点,表示能跳跃的最粗颗粒。

混合度 指两个次总体直线段相交时,在截点处有些点不在直线上,而是零散过渡的,也称为过渡带,反映沉积分异情况。

图5-36 三种常见的粒度曲线

(据赖内克等,1973)

1—频率曲线;2—累积曲线;3—概率累积曲线

图5-37 概率累积曲线及粒度分布中的总体

(据维谢尔,1969)

次总体百分含量 即各次总体分别占样品总量的百分数。

分选性 以各次总体直线段的斜率,即直线段倾斜角度表示。上述各次总体发育的数量、粒度范围、分选性等参数是有规律地受沉积条件和水动力条件控制的。各种沉积环境的概率粒度分布不同(表5-6)。

表5-6 不同类型沉积环境砂质沉积物粒度概率分布特征

(据维谢尔,1969,简化)

2粒度参数

常用的粒度参数有平均粒度(Mz)、标准偏差(σi)、偏度(Sk)、峰态(KG),计算粒度参数有两种方法:①数理统计法,以概率和统计学为其数学基础,直接用粒度分析得到的各粒级的百分比计算,常用的计算方法是矩法,计算较复杂,较少用;②图解法,从累积曲线上读出某些累积百分比处的颗粒直径,再以简单算术公式计算各种粒度参数,包括平均粒度(Mz)和标准偏差(σi)。

平均粒度(Mz):表示一个样品的平均粒度大小,反映搬运介质平均动能,计算公式为:

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标准偏差(σi)表示分选程度,即反映颗粒的分散和集中状态,计算公式为:

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根据对大量的不同环境采集的样品的值计算,可将分选程度分为七级:①σi<035 分选极好;②σi=035~050 分选好;③σi=050~070 分选较好;④σi=070~1 分选中等;⑤σi=1~2分选较差;⑥σi=2~4分选很差;⑦σi>4分选极差。

偏度(Sk)用来表示频率曲线对称性的参数,按其对称形态可分为三类(图5-38):①单峰对称曲线,以峰为对称轴的对称曲线,曲线为正态分布,反映出Mz(平均粒)=Md(中值)=Mo(众数);②不对称正偏态曲线,曲线不对称,主峰偏粗一侧,即沉积物以粗组分为主;③不对称负偏态曲线,曲线不对称,主峰偏细一侧,即沉积物以细组分为主。偏度(Sk)计算公式为:

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峰态或尖度(KG)用来在与正态频率曲线相对比时,说明曲线的尖锐或钝圆程度(图5-39)。峰态或尖度(KG)计算公式为:

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图5-38 正态频率曲线及正偏态和负偏态曲线示意图

(据塞利,1982)

图5-39 和正态曲线相比较的尖锐和扁平的两种峰态示意图

(据塞利,1982)

不同沉积环境的沉积控制条件不同,因而其粒度分布特征也不同(表5-7)。

表5-7 各种环境砂质沉积物粒度参数特征表

(据Reineck,1973和刘宝珺,1980编制)

(四)粒度参数散点图

是综合表现粒度参数的一种图解,弗里德曼(1967)通过对现代海洋、湖滩和河流的355个样品的粒度分析,计算出粒度参数,然后分别编制出各种参数之间的关系图,即粒度散点图共19种。图5-40就是其中之一。离散图是综合表现粒度参数特征的一种图解,它比单一的参数更有意义。编制不同参数的离散图,可将不同成因的砂质沉积物区别开来。从图5-40可看出,虽然不同环境的砂并没有明显的界限,但可看出其总的趋势。

图5-40 标准偏差(σi)与偏度(Sk)离散图

(据弗里德曼,1979)

(五)C-M图解

C-M图是帕塞加(Passega,1957)提出的综合性成因图解(图5-41),这也是一种粒度参数散布图。他认为C值和M值这两个粒度参数最能反映介质搬运和沉积作用的能力,故运用这两个参数分别作为双对数坐标纸上的纵、横坐标,构成C-M图。C值为累积曲线上含量为1%的粒径值;M值为累积曲线上含量为50%的粒径值。典型的C-M图形可划分为NO、OP、PQ、QR、RS各段和T区。不同区段代表不同沉积作用的产物:①NO段代表滚动搬运的粗粒物质,C值大于1mm;②OP段以滚动搬运为主,滚动组分和悬浮组分相混合,C值一般大于800μm,而M值有明显变化;③PQ段以悬浮搬运为主,含有少量滚动组分,C值变化而M值不变;④QR段代表递变悬浮段,递变悬浮搬运是指在流体中悬浮物质由下到上粒度逐渐变细,密度逐渐变低,C值与M值成比例变化,从而使这段图形与C=M基线平行;⑤RS段为均匀悬浮段,C值变化不大,而M值变化大,主要是细粉砂沉积物;⑥T区为远洋悬浮物,M<10μm。

图5-41 浊流和牵引流沉积的C-M 图形

(据Passega,1964)

C-M图通常从一套同成因层序中系统采样,从最粗到最细粒的各种代表性岩性中均应分别取样,每一个C-M图取样数大于20个。因此,每一个C-M图可反映几米至几十米厚的同成因地层剖面岩石的粒度特征。

(六)粒度参数的环境判别公式

1964年萨胡(Sahu,BK)根据福克的粒度参数,利用现代风成沙丘、浅海、海滩、三角洲、河道和浊积等环境的沉积物的粒度分析结果,应用线性多元判别公式,得出四个综合公式(经验公式),用以区别沙丘、海滩、浅海、河流和浊积这五种常见的沉积物。判别公式如下:

(1) (Y<-27411为风成,Y>-27411为海滩)。

(2) (Y<653650为海滩,Y>653650为浅海)。

(3) (Y>-74190浅海,Y<-74190为河流(三角洲))。

(4) (Y>98433为河流三角洲,Y<98433为浊流)。

粒度分布图是一个正态分布曲线,横坐标是粒径,纵坐标是粒子百分比对粒径的一阶导数对曲线作定积分,就可以算出相应的D值比如D90就是百之九十的粒子的最大粒径一般的工作站都能设定D值自行计算的

目前,粒度分析应用最广的是筛析法,因为这种方法迅速准确。只要在振筛机上的时间相同,则不存在工作上误差的问题。但是筛析法只适用于现代沉积的沙和古代固结疏松的砂岩,对不能松解的砂岩就不适用了。后者目前还没有完善的松解方法,同时在松解过程中,可能造成碎屑松解不完全或碎屑颗粒被压碎的现象,严重地影响原始粒度的分布。另外,筛析法不能发现碎屑粒度在成岩过程中所发生的变化(如次生加大、碎屑化等)。这种变化会严重地歪曲岩石原始粒度分布。因此,固结的岩石,特别是硅质胶结岩石的粒度分布,只能在薄片内进行。薄片粒度分析的精度较筛析法差,因薄片内计算的颗粒比筛析的量少得多,同时分析速度慢,分析结果不能与筛析法直接对比。下面简单介绍一下薄片粒度分析的方法。薄片的制备与普通岩石薄片的制备方法相同,疏松的砂岩用胶浸煮后磨片。所不同者,用作粒度分析的薄片要稍大些(30 cm×20 cm),尤其是粗粒砂岩,以便在薄片内可测量到足够的颗粒数。用作磨制薄片的标本,必须在所采集的岩层内是有代表性的,为了尽可能避免切片效应引起的差异,最好垂直层理切片。但是,GMFriedman(1978)所作的试验表明,由于切片方向不同而引起粒度分布差异是很小的,在允许的分析误差之内,可以不考虑。

1在薄片上测定粒度的方法

在薄片上采用什么方法选择欲测量的颗粒称为抽样方法,一般常用的系统抽样方法为点计法和线计法。点计法是常用有网格的目镜,每一方格的边长应大于薄片中颗粒的最大视直径,应用机械台使薄片通过显微镜视域,测量网格结点所触遇的颗粒粒径(图6-1)。线计法是用机械台在垂直目镜微尺的方向移动薄片,凡为十字丝竖丝触遇的颗粒都要测量。量完一行,平行横丝将薄片移动一距离,再按上法测量,一直测得到足够的颗粒为止。测线间隔要大于薄片内颗粒的最大视直径(图6-2)。

图6-1 薄片粒度分析的点计法

图6-2 薄片粒度分析的线计法

两种抽样法得出的结果是不同的,不能直接对比。不同抽样法所得出的结果不同,是由于薄片内不同粒径的颗粒被线和点触遇的概率不同造成的。显然,大的颗粒与直线或点触遇的概率大于小的颗粒。线计法时与测线相交的颗粒的概率是与测线垂直方向上的颗粒直径成比例的。而点计法时,与点相遇的颗粒的概率与颗粒的可见表面积成比例。带计法是将薄片放在机械台上,固定横坐标,使薄片垂直目镜微尺慢慢移动,凡是颗粒中心在目镜微尺一定读数之间的颗粒,都要按大小分类计数(图6-3)。这个带的宽度应等于或大于样品内颗粒的最大视直径,有人通过实验证明,带计法测得的结果最近似于样品内真正的粒度分布。

由于不同抽样法所得的结果不能直接对比,因而不同的样品要用统计方法比较的话,必须在每个细节上使用同样的抽样方法和测定方法。另外,由于薄片中的片状矿物和重矿物的水动力特点与石英、长石等矿物迥然不同,故不予计数。有些矿物边缘模糊不清,也不予计数。薄片边缘颗粒易磨碎,要避免测量该处的颗粒。最后,将测得结果填入薄片粒度统计表(表6-2)。

图6-3 薄片粒度分析的带计法

表6-2 薄片粒度统计表

2各种测定直径的对比与换算

用粒度资料解释沉积环境的工作,起始于对现代沉积物的研究。对于古代岩石的沉积环境分析,也可借助于岩石粒度分析同现代沉积物粒度分布加以比较。

现代沉积物的粒度分析一般均采用常规筛析法,所得结果为不同粒度的颗粒质量百分比。而古代岩石目前大部分只能用薄片分析法,所得结果为不同粒度的颗粒数百分比。两者不能直接对比,要作对比必须进行换算。即使在同一方法中,也只能进行统计对比,绝不能作单颗粒对比。

筛析直径与沉速分析直径之间,平均值偏差小于01φ,两种方法一般不经换算可以互相使用,但在精确研究工作中必须换算。薄片分析视直径与筛析之间的偏差可达到025φ或更大,在任何情况下均不可互用或直接对比。将视直径换算为筛析直径的方法很多,但GMFriedman通过统计分析而作的线性回归换算较为简便、准确。用任意粒度的回归换算方程是

晶体光学与沉积岩岩石学实验教程

式中:D是换算后的筛析直径值;d是薄片中测定的视长直径;均为φ单位。经换算后,换算值同实际筛析值的平均直径最大偏差一般不超过1/4φ单位。这个精度高于1/4φ分组间隔,对于一般沉积学研究已足够了。

切片视直径与真直径的对比,根据实验,等直径的球状集合体的切面上所测得的视直径平均值为真直径的0765倍,即在颗粒集合体的切片中,颗粒视直径平均值小于真直径,这种现象称为切片效应。

3薄片粒度测量的要求

粒度测量是粒度分析的基础,要求很高,而测量工作非常繁琐,效率很低。薄片粒度分析是研究固结样品的唯一方法,偏光显微镜和扫描电子显微镜均可用。近年来出现的图像分析仪已使薄片粒度分析基本上实现了自动化,其效率大为提高。薄片统计数据为颗粒数。

在沉积环境研究中使用薄片粒度分析时,对岩石样品的基本要求是:砂岩中石英碎屑含量应大于70%,至少石英和长石含量大于70%。溶蚀交代现象越弱越好,次生加大越弱越好。切片方向可垂直层面或平行层面,随研究目的和要求的精度而定。在碳酸盐岩研究中取样密度可达1 cm,可平行纹层切片。测定时,一般用线计法抽取颗粒。凡在线上的颗粒都要测量,不能有任何主观取舍。每个薄片计200~500颗粒即可。碳酸盐岩需测1000个颗粒以上。

在薄片内需要测定多少颗粒才能代表全薄片的粒度分布,这在开始分析之前必须确定。测定的颗粒太少,不能代表薄片内的粒度分布;测定的颗粒太多,则浪费时间而对精确度无所增益。根据砂岩样品的实验,在样品中分别测量100、200、300、400、500颗粒,作出粒度累积频率曲线。从计数400颗粒起,粒度累积曲线的形状基本上保持不变,因而确定薄片内计数400~500颗粒,是达到精度要求的最小计数。

薄片分析直径换算到筛析值时,还有一个所谓杂基问题。薄片分析若不做杂基校正,往往无悬浮总体尾端,而是跳跃总体直接穿过3φ~4φ的截点呈直线延伸,不出现转折,在平均值小于2φ的中细砂岩、粉砂岩中常有这种情况。这是因为4φ~7φ的颗粒细小,其被测的机会增多,或者它们全被归并到45φ或5φ而造成细粒数增加,实质上是一种统计截尾效应(截尾点不同,其分布也不同)(图6-4)。

杂基校正的方法是,将显微镜调至6φ,测定或估出杂基含量。薄片杂基量由于切片效应和成岩后生作用,其值一般偏高,取其2/3~1/2为校正值。假定为Δ,将各累积频率乘以(100-Δ),重新绘一曲线。对于弱固结岩石,也可用同一标本既做筛析,也做薄片分析,通过实验求出校正系数(100-Δ)的数值。

图6-4 截尾效应

粒度分析的结果,可按表6-3所示的格式整理,然后作出直方图、频率曲线图、累积曲线图和概率累积曲线图(图6-5,图6-6)。图的横坐标表示颗粒大小,纵坐标表示百分数或累积百分数。直方图是广泛使用的一种粒度分布的图解形式,以并排高低不同的矩形表示各粒级百分比。如果把每个矩形顶连点连接成一平滑曲线,即成频率曲线图。可以一目了然地表示出粒级分布的范围和各粒级的百分比以及百分比最高和最低的粒级所在位置。缺点是如果粒度数据很多时,很难对比。

表6-3 粒度分析资料统计表

累积曲线是粒度分析必做的最简单的基础图。从累积曲线分布的粒级范围和曲线的陡缓,可对沉积物的粒级分布范围、粒度粗细和分选好坏等主要的粒度特征得到直观的感性认识;不同沉积物的累积曲线可绘在一张图上,便于互相对比;可以直接从曲线上读出一些参数,并识别出沉积条件。因此,它是粒度分析中应用很广泛的方法。

图6-5 由直方图所作的频率曲线

图6-6 三种常见的粒度曲线

用正态概率纸(图6-7)所作的概率累积曲线图,从直观看,概率坐标不是等间距的,中央部分百分比之间的间距小,上下始末两端百分比之间的间距大。其变化规律是以中央50%处为对称中心点,向上下两端相对应地逐渐加大,因而使沉积物的粗细尾端百分含量较小的部分得以放大,使原来在半对数纸上的“S”形累积曲线的始末两端曲线拉长而成为一直线。所以在正态概率纸上,表示粒度分布的累积百分比图形是由几段相交的直线段组成。不同性质沉积物,线段的数目、交切点和斜度等性质均有不同,便于直观地比较沉积物之间的差别和辨别沉积环境,也可以直接从图上识别不同的搬运与沉积作用。同时,由于概率累积曲线的粗细尾端变化明显,便于求出φ5、φ16、φ84、φ95的分位数值,利用图算法计算出各种参数。

1、测试报告由6部分组成:表头、样品信息及测试信息、分析结果、图形、数据表、表尾。

2、量程:即测试范围,在软件的数据模板中选定。

3、分散介质:用于分散被测样品的介质。被测物质与分散介质不能发生化学反应,也不能在其中溶解。

4、分散剂:能够改变颗粒与液体之间的界面状态,促进颗粒充分分散的化学物质。

5、光学浓度:即遮光比。

6、样品浓度:即样品在分散介质中的体积百分比浓度,需要在系数校准设置中输入体积百分比计算系数后才能分析。

7、自由分布:由无约束自由拟合算法所得的样品本身固有的自然粒度分布。软件中还设有R-R分布和对数正态分布。

8、X10:颗粒累计分布为10%的粒径,即小于此粒径的颗粒体积含量占全部颗粒的10%。

9、X50:颗粒粒径分布为50%的粒径,即小于此粒径的颗粒体积含量占全部颗粒的50%。

10、X90:颗粒粒径分布为90%的粒径,即小于此粒径的颗粒体积含量占全部颗粒的90%。

11、Xav:颗粒群的平均粒径。

12、S/V:体积比表面积,即单位体积颗粒的表面积。

13、X[3,2]:表面积平均粒径,是粒径对表面积的加权平均,又称索太尔平均径。

14、X[4,3]:体积平均粒径,是粒径对体积(或重量)的加权平均,同上述Xav。

15、拟合误差:能谱数据向粒度分布数据转换时产生的计算误差。

16、自定义项目分析结果:用户根据需要自行添加的分析项目,添加该分析项目后,软件自动显示出结果。

粒度分析的基本概念

(1)颗粒:具有一定尺寸和形状的微小物体,是组成粉体的基本单元。它宏观很小,但微观却包含大量的分子和原子;

(2)粒度:颗粒的大小;

(3)粒度分布:用一定的方法反映出一系列不同粒径颗粒分别占粉体总量的百分比;

(4)粒度分布的表示方法:表格法(区间分布和累积分布)、图形法、函数法,常见的有R-R分布,正态分布等;

(5)粒径:颗粒的直径,一般以微米为单位;

(6)等效粒径:指当一个颗粒的某一物理特性与同质球形颗粒相同或相近时,我们就用该球形颗粒的直

径来代表这个实际颗粒的直径;

(7)D10,累计分布百分数达到10% 所对应的粒径值;

D50,累计分布百分数达到50%时所对应的粒径值;又称中位径或中值粒径;

D90,累计分布百分数达到90%时所对应的粒径值;

D(4,3)体积或质量粒径平均值;

常用的粒度测量方法

(1)筛分法

(2)沉降法(重力沉降法、离心沉降法)

(3)电阻法(库尔特颗粒计数器)

(4)显微镜(图像)法

(5)电镜法

(6)超声波法

(7)透气法

(8)激光衍射法

各种方法的优缺点

筛分法:优点:简单、直观、设备造价低、常用于大于40μm的样品。缺点:不能用于40μm以细的样品;结果受人为因素和筛孔变形影响较大。

显微镜法:优点:简单、直观、可进行形貌分析。 缺点:速度慢、代表性差,无法测超细颗粒。

沉降法(包括重力沉降和离心沉降):优点:操作简便,仪器可以连续运行,价格低,准确性和重复性较好,测试范围较大。 缺点:测试时间较长。

电阻法:优点:操作简便,可测颗粒总数,等效概念明确,速度快,准确性好。 缺点:测试范围较小,小孔容易被颗粒堵塞,介质应具备严格的导电特性。

电镜法:优点:适合测试超细颗粒甚至纳米颗粒、分辨率高。 缺点:样品少、代表性差、仪器价格昂贵。

超声波法:优点:可对高浓度浆料直接测量。 缺点:分辨率较低。

透气法:优点:仪器价格低,不用对样品进行分散,可测磁性材料粉体。 缺点:只能得到平均粒度值,不能测粒度分布。

激光法:优点:操作简便,测试速度快,测试范围大,重复性和准确性好,可进行在线测量和干法测量。 缺点:结果受分布模型影响较大

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