空心玻璃微珠的物性表征以及各物性间的关系

发布时间:

2023-03-21

　　空心玻璃微珠是一种微米级的表面光滑的中空玻璃微球，外观为白色流动性粉末。表征空心玻璃微珠的物性参数主要有密度、粒径及粒度分布、抗压强度等。理解空心玻璃微珠各物性参数的含义以及各物性间的相互关系，有助于我们更好的认识和使用产品。

　　图1空心玻璃微珠显微镜照片

　　一、密度
　　密度是指一种物质单位体积的质量，在计算上，密度为质量除以体积的商，即物质的质量与体积的比值。
　　真实密度，简称真密度，是指物质去除内部孔隙或者颗粒间的空隙后的密度。空心玻璃微珠是封闭球体，其真密度为去除微球间的空隙后的密度。
　　堆积密度，是指粉体材料在自然堆积状态下单位体积的质量。计算上，堆积密度为粉体质量除以该粉体所占容器的体积。以自然堆积体积计算的密度也称为松散密度，以振实体积计算则称为振实密度。由于粉体所占容器的体积（堆积体积）包含粉体间空隙，所以堆积密度通常小于真密度。空心玻璃微珠的堆积密度约为真密度的一半。
　　澳门威尼克斯人网站采用气体置换法真密度分析仪进行真密度的测定，可以快速准确地测出微珠的真密度。
　　真密度可以指导我们的产品应用和复合材料配方设计，堆积密度则对粉体的包装和运输有指导意义。空心玻璃微珠的真密度为0.12-1.6g/cm3，约为传统粉体材料的1/5-1/10，同质量的产品，空心玻璃微珠所占体积空间比传统的粉体材料要大得多。采取适宜的包装方式可以更经济、环保的运输货物，同时减少货物在库房的占用空间。
　　二、粒径及粒度分布
　　粉体是由不同尺寸的小颗粒组成的集合体，颗粒的大小就叫做颗粒的粒径或粒度。空心玻璃微珠是正球体颗粒，球体的直径就是粒径。
　　粒度分布是指不同粒径颗粒占粉体总量的百分数，有区间分布和累积分布两种形式。
　　区间分布又称为微分分布或频率分布，表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。下图2中，曲线(a)为澳门威尼克斯人网站空心玻璃微珠HL38的粒径区间分布曲线，在该曲线上，横坐标粒径值对应的左侧纵坐标值，不是该粒径对应的百分含量，而是粒子百分含量对粒径的一阶导数。
　　累积分布也叫积分分布，表示小于等于某粒径颗粒的百分含量。下图2中，曲线（b）为HL38的累积分布曲线，其右侧纵坐标值为横坐标粒径对应的累积百分含量，也就是小于等于该粒径值的颗粒的百分含量，或者说，该粒径值以下的颗粒百分含量。
　　我们常规检测报告中，几个典型粒径的累积分布数据为：D10/D50/D90：
　　D50是指一个样品的累积粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径，粒径小于它的颗粒占50%，大于它的颗粒也占50%。D50也叫中值粒径。
　　D90是指一个样品的累积粒度分布百分数达到90%时所对应的粒径，粒径小于它的颗粒占90%。
　　同理，D10是指一个样品的累积粒度分布百分数达到10%时所对应的粒径，大于它的颗粒占90%。
　　空心玻璃微珠的粒度分布是基于体积基准的百分数分布，我们所说的D90对应的数值表示累积粒度体积百分数达到90%时所对应的粒径值，也就是说，该粒径以下的颗粒占总体积的90%。澳门威尼克斯人网站采用激光粒度仪来测试空心玻璃微珠的粒度分布。

　　图2澳门威尼克斯人网站空心玻璃微珠HL38的粒度分布

　　三、抗压强度
　　抗压强度是指空心玻璃微珠破碎率为某一数值时所对应的等静压强。破碎率是指在一定等静压强下，破碎的空心玻璃微珠占总空心玻璃微珠的体积百分比。
　　抗压强度表征空心玻璃微珠耐受等静压强的能力，抗压强度高的产品，应用中能更好的保持空心结构，产品破碎率低，在生产加工中获得理想的复合材料性能。
　　澳门威尼克斯人网站对产品抗压强度的测试采用耐压强度测试仪，将样品放置于高压舱内通入氮气进行加压，测试加压前后样品的密度，通过计算加压前后样品体积的变化来得出破碎率。
　　在复合材料生产加工中，空心玻璃微珠的加入方式以及设备工况等可能影响空心玻璃微珠的应用效果，我们应当调试设备的工况参数，使空心玻璃微珠的破碎率尽可能降到最低。
　　四、密度、粒径及粒度分布、抗压强度
　　等各物性间的相互关系
　　空心玻璃微珠的密度、粒径及抗压强度之间存在着一定的关联关系。微珠的壁厚对参数有一定影响。总体来说，粒径越大，球体的体积变大，微珠的密度越小，抗压强度越低；反之，粒径越小，则微珠的密度越大，抗压强度越高。所以，通常情况下，低密度产品的粒径更大，强度更低；高密度产品的粒径更小，强度更高。粒度分布也对抗压强度有一定影响，通常情况，粒度分布窄的产品，具有更高的抗压强度，也使复合材料具有更好的性能表现。
　　空心玻璃微珠的密度、粒径及抗压强度受生产工艺的控制，实际应用中，有时我们需要特定密度和粒径的产品，有时我们需要低密度产品也具有小粒径和高强度，同时，复合材料应用技术的发展，也对产品性能提出更高要求，澳门威尼克斯人网站将以市场需求和客户满意为导向，持续进行新产品研发，生产更多高性能产品。

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