一种粉体润湿性测试样品的制备方法及装置与流程

1.本发明属于粉体润湿性测试，尤其是一种粉体润湿性测试所用样品的制备方法及装置。


背景技术：

2.润湿是自然界和人类活动中的普遍现象，通常所说的润湿是指固体表面液体替代另一种与之不混溶的流体(气体或液体)的过程。对于规则固体来说，衡量一种液体在固体表面的润湿性好坏可通过直接接触角来测得。但是对于粉末来说，其具有颗粒小、比表面积较大的特点，其润湿性难以通过直接接触角来测定。在实验中，通常用毛细管上升法来测定液体对粉末的润湿性并计算润湿功，国家也颁布基于毛细管上升法的gb/t-16913.8-1997粉尘物性实验方法第8部分：浸润性的测定-浸透速度法来测定粉尘润湿性。毛细管上升法假设粉末层的间隙为一束毛细平行管，将装有粉末的玻璃管插入溶剂中，溶剂顺着毛细管上升，且液体浸湿粉末高度的平方与时间呈线性关系。为了获得具有高精度、可重复性的实验结果绝对值，需要在实验过程中严格控制实验条件，其中包括实验前粉体的储存条件，实验用粉体重量、粉体的堆积密度、实验过程温度与湿度的控制等。而根据gb/t-16913.8-1997粉尘物性实验方法第8部分：浸润性的测定-浸透速度法粉体测试，样品的制备也就是粉体的堆积需要人工用木棒敲打玻璃管10～20次，人工敲打力量的不均可导致粉体的堆积密度不一致，从而导致测定的润湿性重复性差，针对这样的情况，我们设计了一种粉体润湿性测试所用样品的制备方法。


技术实现要素：

3.本发明公开一种粉体润湿性测试样品的制备方法，通过装样过程和粉体堆积密度的控制，可以准确测出液体对固体粉末的润湿性。
4.依据本发明，提供一种粉体润湿性测试样品的制备方法，包含以下步骤：
5.步骤一，将粉体和样品管在烘箱中烘干；
6.步骤二，称取所需质量的烘干粉体至样品管内；
7.步骤三，将装有烘干粉的样品管放置到敲打装置上进行敲打，通过调整粉体所在样品台与电机的距离和敲打时间对粉体堆积密度进行调控；
8.步骤四，将经过敲打的样品管从敲打装置上取下来读取高度，根据质量和体积计算堆积密度并进行润湿性测试。
9.依据本发明的一个实施例，所述的样品管内径已知、底部带玻璃砂芯且管身带高度刻度线。
10.依据本发明的一个实施例，步骤二所述的烘干粉称取量为4-6g。
11.依据本发明的一个实施例，所述步骤四进行重复实验时堆积密度偏差小于1％。
12.一种粉体润湿性测试样品的敲打装置，包括上下设置的样品台、样品固定夹，分别用于固定样品管的上下部；包括敲打杆，往复电机通过电机往复杆与敲打杆一端相连，往复
电机驱动电机往复杆使敲打杆做往复运动敲打样品管。
13.依据本发明的一个实施例，所述样品台、样品固定夹通过十字夹垂直固定在样品台支架上，支架台垂直固定在固定底座上。
14.依据本发明的一个实施例，所述样品台上有凹槽结构，所述凹槽与样品管外径相适配。
15.依据本发明的一个实施例，包括敲打杆支撑杆，其顶部贯穿敲打杆杆体，使敲打杆围绕支撑杆与敲打杆的连结点水平往复运动。
16.依据本发明的一个实施例，所述敲打杆支撑杆、电机往复杆顶部设螺帽。
17.依据本发明的一个实施例，所述电机往复杆垂直固定于电机转子上且随着电机转子转动。
18.由于采用以上技术方案，本发明与现有技术相比具有如下优点：
19.1.采用本发明的技术方案，通过装样过程和粉体堆积密度的控制，可以准确测出液体对固体粉末的润湿性，并使得整个样品制备过程操作简单，在石油、冶金，医药及农业等方面的应用十分广泛。
附图说明
20.图1为依据本发明的粉体润湿性测试样品制备方法的流程图；
21.图2为依据本发明的敲打装置结构示意图。
22.图中，
23.1.固定底座、2.样品台支架、3.样品台、4.样品固定夹、5.样品管、6.敲打杆、8.敲打杆支撑杆、7.螺帽、9.往复电机、10.电机往复杆。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.实施例1
26.以钛白粉润湿性测试样品为例，方法流程参照图1，
27.第一步，将钛白粉和样品管5在105摄氏度烘干4小时；
28.第二步，称取样品管5的质量，然后在样品管5中加入烘干的钛白粉，需要注意的是，应尽量避免样品粘在样品管5的上壁，称量装有钛白粉的样品管5的质量，并计算加入的钛白粉质量为4.1236克；
29.第三步，将样品管5放在自动敲打装置样品台3的凹槽内，并拧紧样品固定夹，调整样品管5与敲打杆支撑杆的距离，设定敲打时间为3分钟并开启往复电机9电源，敲打木杆敲击样品管53分钟；
30.如图2所示，自动敲打装置对样品管侧壁进行自动敲打；所述装置包括上下设置的样品台3、样品固定夹4，分别用于固定样品管5的上下部；所述样品台3、样品固定夹4通过十字夹垂直固定在样品台支架2上，支架台2垂直固定在固定底座1上。所述样品台3上有凹槽结构，所述凹槽与样品管5外径相适配。
31.包括敲打杆6，往复电机9通过电机往复杆10与敲打杆6一端相连，往复电机9驱动电机往复杆10使敲打杆6做往复运动敲打样品管5。
32.包括敲打杆支撑杆8，其顶部贯穿敲打杆6杆体，使敲打杆6围绕支撑杆8与敲打杆6的连结点水平往复运动。
33.所述敲打杆支撑杆(8)、电机往复杆(10)顶部设螺帽(7)；敲打杆支撑杆8顶部与螺帽7相连防止敲打杆6滑落；电机往复杆10顶部与螺帽7相连防止敲打杆6滑落；
34.所述电机往复杆10垂直固定于电机9转子上且随着电机9转子转动。
35.在电机9自动转动时，带动电机往复杆10做往复运动，电机往复杆10带动敲打杆8敲击样品管5。敲打木杆敲击样品管53分钟。
36.第四步，记录钛白粉的高度为0.55厘米，由样品管的内径为0.8cm可计算得到样品的堆积密度为3.73g/cm3并进行润湿性测试。
37.以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。


技术特征：
1.一种粉体润湿性测试样品的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤一，将粉体和样品管在烘箱中烘干；步骤二，称取所需质量的烘干粉体至样品管内；步骤三，将装有烘干粉的样品管放置到敲打装置上进行敲打，通过调整粉体所在样品台与电机的距离和敲打时间对粉体堆积密度进行调控；步骤四，将经过敲打的样品管从敲打装置上取下来读取高度，根据质量和体积计算堆积密度并进行润湿性测试。2.根据权利要求1所述的一种粉体润湿性测试样品的制备方法，其特征在于，所述的样品管内径已知、底部带玻璃砂芯且管身带高度刻度线。3.根据权利要求1所述的一种粉体润湿性测试样品的制备方法，其特征在于，步骤二所述的烘干粉称取量为4-6g。4.根据权利要求1所述的一种粉体润湿性测试样品的制备方法，其特征在于，所述步骤四进行重复实验时堆积密度偏差小于1％。5.一种粉体润湿性测试样品的敲打装置，其特征在于，包括上下设置的样品台(3)、样品固定夹(4)，分别用于固定样品管(5)的上下部；包括敲打杆(6)，往复电机(9)通过电机往复杆(10)与敲打杆(6)一端相连，往复电机(9)驱动电机往复杆(10)使敲打杆(6)做往复运动敲打样品管(5)。6.根据权利要求5所述的一种粉体润湿性测试样品的敲打装置，其特征在于，所述样品台(3)、样品固定夹(4)通过十字夹垂直固定在样品台支架(2)上，支架台(2)垂直固定在固定底座(1)上。7.根据权利要求5或6所述的一种粉体润湿性测试样品的敲打装置，其特征在于，所述样品台(3)上有凹槽结构，所述凹槽与样品管(5)外径相适配。8.根据权利要求5所述的一种粉体润湿性测试样品的敲打装置，其特征在于，包括敲打杆支撑杆(8)，其顶部贯穿敲打杆(6)杆体，使敲打杆(6) 围绕支撑杆(8)与敲打杆(6)的连结点水平往复运动。9.根据权利要求5或8所述的一种粉体润湿性测试样品的敲打装置，其特征在于，所述敲打杆支撑杆(8)、电机往复杆(10)顶部设螺帽(7)。10.根据权利要求1所述的一种粉体润湿性测试样品的敲打装置，其特征在于，所述电机往复杆(10)垂直固定于电机(9)转子上且随着电机(9)转子转动。

技术总结
本发明公开了一种粉体润湿性测试样品的制备方法，包含以下步骤：将粉体和样品管在烘箱中烘干；称取所需质量的烘干粉体至样品管内；将装有烘干粉的样品管放置到敲打装置上进行敲打，通过调整粉体所在样品台与电机的距离和敲打时间对粉体堆积密度进行调控；将经过敲打的样品管从敲打装置上取下来读取高度，根据质量和体积计算堆积密度并进行润湿性测试。本发明通过装样过程和粉体堆积密度的控制，可以准确测出液体对固体粉末的润湿性，并使得整个样品制备过程操作简单，在石油、冶金，医药及农业等方面的应用十分广泛。业等方面的应用十分广泛。业等方面的应用十分广泛。


技术研发人员：王小慧 刘婵 路瑞芳 吴健春
受保护的技术使用者：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
技术研发日：2021.11.16
技术公布日：2022/2/18