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粉体の基礎物性:粉体工学の基礎知識2

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更新日:2015年5月29日(初回投稿)
著者:株式会社ナノシーズ 技術顧問 工学博士 羽多野重信

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1.粒子径と粒度分布

粉体物性は、単一粒子の物性(一次物性)と、集合体としての物性(二次物性)に分けられます。ここでは、一次物性を粒子固有の物性という意味で基礎物性として紹介します。

粉体を構成する粒子の大きさを表現するとき、粒度という言葉が使われることがあります。これは、粉体を構成している粒子の大きさの程度を表わす場合に用いられ、メッシュのような長さ以外の尺度をいいます。これに対して、長さで表わす場合に粒子径(または粒径)が用いられます。

粒子径の大きさを表わすには、以下のような方法があります。

幾何学的径

粒子の投影画像から得られる幾何学的な大きさ
(長軸径、短軸径、定方向径など)

相当径

粒子の投影面積や体積などを円ないし球に相当させる
(周長円相当径、投影面積円相当径、体積球相当径など)

有効径

特定の物理学的法則を用いて粒子径に換算
(ストークス径、レーザー回折・散乱法による粒子径など)

粒子の大きさには、特殊な場合を除き必ず分布があります。これを粒度分布(または粒子径分布)といいます。粒度分布は個数を基準にする場合と質量を基準にする場合があり、一般的には質量基準で表わします。

分布の表現には図1のように、積算分布、ヒストグラム、頻度分布があります。積算分布は、右上がりの曲線となるふるい下積算で表わします。また、対数正規分布やロジン・ラムラー分布で表わすと直線になることが多いので便利です。

最近では、レーザーを用いた光回折・散乱法が、測定時間が短い、再現性がよい、サブミクロン域まで測定できる、などの理由で標準的な方法として広く用いられています。

図1:横軸を対数目盛とした場合のグラフ表示

図1:横軸を対数目盛とした場合のグラフ表示

2.密度と形状

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3.比表面積と細孔

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参考文献:羽多野重信 ほか、はじめての粉体技術 新訂版、森北出版、2013年

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