2.2 粉体的特性及测定（2）——密度及比表面积的测定

2.2.1 粒子密度的测定——比重瓶法和贝克曼比重计法

所谓粒子的密度是称量的粉体质量除以该粉体所占的体积。原理上讲，与求块体（体相）密度的方法相同。

比重瓶法使用图中所示的容器（质量m0），以液体作溶剂（密度ρl）。首先，在容器中只充满溶剂，称量其质量ml。而后，在容器中只装满试样粉体，称量其质量ms。最后，再在其中注满溶剂，称量其质量msl，则由下式可求出粒子的密度：

该式所求的，实际上是粒子的质量除以粒子的真体积。测试中需要注意的是，选择的溶剂既要良好浸润粒子又不溶解微细粒子，同时试样粒子间不能有空气残留。为此，注满溶剂前要抽真空等。

贝克曼比重计法是利用气体的测试方法，该装置市场有售。采用的原理是，在同一温度下，气体压力与体积的乘积保持不变。在不存在试样粒子的状态下，使容器A、B保持相同容积（考虑活塞左侧的空间，当活塞在位置1时，其体积为V1）；容器A、B通过连接阀及与大气开放的排气阀相互连接。

在取样杯中装满待测试样粉体，两阀处于打开状态，待两容器达到等压状态后，关闭两阀。容器A、B间设有差压计，如图所示。在向左推动容器A的比较用活塞的同时，也向左推动容器B的测定用活塞，在差压计监测下保证容器A、B内的压力大致相同。当比较用的活塞到达位置2（容积V2）时，求出差压为零时测定用活塞的位置3（容积V3）。由于试样粉体的体积与（V3-V2）成正比，因此可以求出试样粉体的体积，进而得到密度。

2.2.2 比表面积的测定——透气法和吸附法

比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。比表面积是粉体的基本物性之一。测定其表面积可以求得其表面积粒度。

比表面测试方法根据测试思路不同分为吸附法、透气法和其他方法。

透气法是先形成粉体的层，再利用一定流量的流体（通常为空气）流过该层所用的时间求出比表面积。粒径大（比表面积小），粉内层中形成的间隙大，短时间内便有一定量的流体流过。利用这种原理的Blain法广泛用于水泥粉末度的测定，但是比表面测试范围和精度都很有限。

吸附法根据吸附质的不同又分为吸碘法，吸汞法，低温氮吸附法等。 低温氮吸附法根据吸附质吸附量确定方法不同又分为动态色谱法，静态容量法，重量法等。

吸附法通常以氮气作为吸附气体，求出液氮温度（-195℃）下粉体表面的吸附量。在一定的温度下，粉体的吸附量随着吸附气体压力的升高而增加。使压力阶段性地上升，分别测定吸附量，称表征吸附量与压力关系的曲线为等温吸附线。已经报道这种等温吸附线有5种不同的类型。在吸附气体与粉体表面不引起化学反应的场合，会得到图中所示的Ⅱ型曲线。这种曲线形式可通过被称为BET式的公式所表征。由这种BET式计算单分子层吸附气体的量，再乘以吸附气体所占的面积（吸附于表面的气体分子所占有的断面积），即可以求出比表面积。

在粒子径测量中通过比较，可确保测定值的良好重复性。由该比表面积即可求出比表面积相当径。该比表面积相当径与其他方法测定的粒子径相比，通常会更小。造成这种结果的原因是，采用其他测定方法时，表面或多或少的凹凸几乎不会对测定值产生影响。