(1)吸附法

利用气体在固体表面的物理吸附测定物质的比表面积的方法称为吸附法, 其原理是: 测量吸附在固体表面上气体单分子层的质量或体积, 再由气体分子的横截面积计算1 g物质的总表面积, 即得克比表面积。

气体被吸附是由于固体表面存在剩余力场, 根据这种力的大小和性质不同, 分为物理吸附和化学吸附。前者是范德华力起作用, 气体以分子状态被吸附; 后者是化学键力起作用, 相当于化学反应, 气体以原子状态被吸附。物理吸附常在低温下发生, 而且吸附量受气体压力的影响较显著。建立在多分子层吸附理论上的BET法是低温氮气吸附法, 属于物理吸附。这种方法已广泛应用于比表面积的测定。

(2)透过法

透过法根据利用介质的不同, 分为气体透过法和液体透过法。液体透过法只适用于粗粉末或孔隙较大的多孔性固体, 如金属过滤器, 在粉末测试中应用得很少。

气体透过法是测定气体透过粉末床层的透过率来计算粉末比表面积或平均粒径的方法。根据常压气体通过粉末床层的流速、 压力降与粉末床层的孔隙率、 几何尺寸及粉末表面积等参数的关系, 可以推导出来, 这种参数关系经过修正也可以推广应用于低压气体。

气体透过法是当前测定粉末及多孔材料的比表面积, 特别是测定亚筛级粉末平均粒度的重要工业方法。

气体透过粉末床层的透过率或所受的阻力, 与粉末的粗细或比表面积的大小有关。粉末愈细, 比表面积愈大, 对流体的阻力也愈大, 因而单位时间内透过单位面积的流体量就愈小, 也就是说, 当粉末床层的孔隙度不变时, 气体通过粗粉末比通过细粉末的流量大。透过率或流量是容量测量的, 所以只要找出它们与粉末比表面积的定量关系, 就可以得到粉末的比表面积, 这种关系前人已经推导出来。这就是气体透过法测量粉末比表面积的原理。

1.2.4 粉体材料的松装密度和振实密度

松装密度是粉末试样自然地充满规定的容器时, 单位容积的粉末质量, 单位为g/cm3或kg/m3。

振实密度是将粉末装入振动容器中, 在规定的条件下振动, 直到粉末的体积不再减小时所测得的粉末密度, 单位为g/cm3或kg/m3。一般振实密度比松装密度高20%~50%。

松装密度是粉末自然堆积的密度, 因而取决于颗粒间的黏附力、 相对滑动的阻力以及粉末体孔隙被小颗粒填充的程度、 粉末体的密度、 颗粒形状、 颗粒密度和表面状态、 粉末的粒度及粒度组成等因素。粉末颗粒形状愈规则, 其松装密度就愈大; 颗粒表面愈光滑, 松装密度也愈大; 粉末颗粒愈粗大, 其松装密度就愈大; 细粉末形成拱桥和互相黏附妨碍了颗粒相互移动, 故粉末的松装密度减小。粉末颗粒越致密, 松装密度就越大。粉末粒度范围小的粗细粉末, 松装密度都较低。当粗细粉末按一定比例混合均匀后, 可获得最大松装密度, 因为粗颗粒之间的大孔隙可被一部分细颗粒填充。