GB/T 47069.1-2026 颗粒密度测定 沉降法 第1部分：等密度插值法

ICS19120

CCSA.28

中华人民共和国国家标准

GB/T470691—2026/ISO18747-12018

.:

颗粒密度测定沉降法

第1部分等密度插值法

:

Determinationofparticledensity—Sedimentationmethods—

Part1Isocnicinterolationaroach

:pyppp

ISO18747-12018IDT

(:,)

2026-01-28发布2026-08-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T470691—2026/ISO18747-12018

.:

目次

前言

…………………………Ⅲ

引言

…………………………Ⅳ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语和定义

3………………1

符号

4………………………2

基本原理

5…………………2

测定分散颗粒在重力场和离心场中迁移方向的测量技术

6……………4

样品制备

7…………………4

测量

8………………………6

数据分析

9…………………6

标准样品和测量误差

10……………………8

附录资料性通过底部聚焦背光散射强度区分沉淀或乳析上浮

A()/………………10

附录资料性基于直接迁移速度测量的密度测定

B()…………………12

附录资料性迁移速度与密度关系图的线性化处理

C()………………17

附录资料性浮力密度离心法

D()………………………19

附录资料性等密度速度在采用公式进行线性插值时的不确定性传播

E()(4)……20

参考文献

……………………22

Ⅰ

GB/T470691—2026/ISO18747-12018

.:

前言

本文件按照标准化工作导则第部分标准化文件的结构和起草规则的规定

GB/T1.1—2020《1:》

起草

。

本文件是颗粒密度测定沉降法的第部分已经发布了以下部分

GB/T47069《》1。GB/T47069:

第部分等密度插值法

———1:。

本文件等同采用颗粒密度测定沉降法第部分等密度插值法

ISO18747-1:2018《1:》。

本文件做了下列最小限度的编辑性改动

:

删除了有关仪器制造商以及产品信息的条文脚注见附录和

———2)~7)(A、B.2B.3)。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责任

。。

本文件由全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC168)。

本文件起草单位罗姆江苏仪器有限公司中航复合材料有限责任公司杭州合秩标准技术服务

:()、、

有限公司中机研标准技术研究院北京有限公司深圳国技仪器有限公司山东奥诺能源科技股份有

、()、、

限公司辽宁中科力勒检测技术服务有限公司中国环境科学研究院浙江省质量科学研究院安徽省计

、、、、

量科学研究院中国计量大学

、。

本文件主要起草人邓世宁张娟张鸿耿春梅白雯宇张楠刘妍慧侯长革张欣朱光伟金姝

:、、、、、、、、、、、

李华朱培武

、。

Ⅲ

GB/T470691—2026/ISO18747-12018

.:

引言

分散体系广泛应用于工业和日常生活中需要了解分散颗粒或液滴的密度例如用于分散体系运

。,

动黏度物理化学计算通过分离技术测定粒度分布核壳或胶囊状颗粒的表征确定颗粒

—(ISO3105)、、/,

压缩性或通过密度匹配优化分散稳定性

。

物体的密度是质量除以体积这个定义对于较大的物体或颗粒的质量来说很简单但宏观物体体

。。

积的试验测定就很困难几何体积长度宽度和厚度和与密度测定相关的体积可能因表面不规则性

。(、)、

裂缝裂隙以及开孔和闭孔或所用测量技术而有所不同

、。

分散在液体中的微粒特别是纳米颗粒的密度测定不仅由于尺寸小而且主要由于液体和颗粒之间

,

的边界而变得更为模糊连续相的分子部分固定在表面其模糊表层物理化学的特性例如黏度离子

。,(,、

浓度等也可能与本体不同这对于分别分散在聚合物或生物流体中的小微粒和纳米颗粒尤其十分重

)。

要所谓的冠状层可被解释为颗粒的一个组成部分与原颗粒材料占据的空间相比增加了有效表观

。,,/

体积该层的厚度约为几纳米至几十纳米如果颗粒变小有效表观体积与几何体积的偏差则会越

。,,/“”

来越大相应地传统方法的密度测定也会受到影响

。,。

旨在通过沉降法测定颗粒材料密度给出了测试方法的基本原理样品制备测量技

GB/T47069,、、

术数据分析等内容拟由两个部分构成

、,:

第部分等密度插值法该方法通过分析分散在密度低于颗粒密度和高于颗粒密度的液体

———1:。

中颗粒的迁移运动的速度和方向确定颗粒密度

;

第部分多速度法该方法通过精确测量分散于至少两个具有不同密度的连续相中的颗粒

———2:。

的迁移速度确定密度

。

Ⅳ

GB/T470691—2026/ISO18747-12018

.:

颗粒密度测定沉降法

第1部分等密度插值法

:

1范围

本文件规定了一种测定分散在液体中的固体颗粒或液滴以下统称为颗粒密度的方法本方法

(“”)。

基于阿基米德原理即完全浸没在液体中的颗粒的浮力等于该颗粒所排开的流体重力如果颗粒的重

,。

力等于浮力其颗粒将停止由于重力或离心力造成的沉降或上浮并保持悬浮在此条件下颗粒的密度

,。,

等于液体的密度本文件通过分析分散在密度低于颗粒密度和高于颗粒密度的液体中颗粒的迁移速度

。

和方向来确定颗粒密度所有颗粒的材料组成相同

。。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文

。,

件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于

,;,()

本文件

。

样品制备粉末在液体中的分散方法

ISO14887:2000(Samplepreparation—Dispersingproce-

duresforpowdersinliquids)

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

31

.

动力黏度dynamicviscosity

衡量流体在剪切应力作用下发生变形时的阻力

。

注动力黏度由剪切应力除以剪切速率计算得出并确定不可压缩牛顿流体的动力学

:,。

32

.

迁移migration

由重力或离心力导致的颗粒定向运动沉降或乳析上浮

(/)。

注当颗粒密度大于液体密度时会发生沉降当颗粒的密度小于液体密度时则会产生乳析上浮在这两种过

:,。,/。

程中颗粒的运动方向相反

,。

33

.

迁移速度migrationvelocity

沉降或乳析上浮最终速度的绝对值

/。

注乳析上浮速度用负号表示

:/。

34

.

颗粒真密度trueparticledensity

颗粒质量与不包括所有孔隙闭孔或开孔及表面裂隙的颗粒体积的比值

()。

1

GB/T470691—2026/ISO18747-12018

.:

35

.

骨架密度skeletaldensity

颗粒质量与其体积的比值其中体积包括可能存在的闭孔体积但不包括开孔体积

,,。

来源

[:ASTMD3766-24a:2024,2.1]

36

.

浮力密度buoyantdensity

颗粒质量与包含填充封闭孔隙及液体或其他涂层材料附着层在内的颗粒体积的比值

/。

4符号

下列符号适用于本文件

。

量的名称符号单位导出单位

加速度a2

m/s

角速度ω

rad/s

动力黏度η

Pa·smPa·s

浮力F

BN

重力F

GN

液体密度ρ3

Lkg/m

颗粒密度ρ3

Pkg/m

半径r

mmm

离心转速n-1-1

smin

标准重力加速度g2

m/s

温度ϑ

℃

时间t

s

速度v

m/s

速度测量值y

体积V3

m

波长λ

mnm

5基本原理

基于阿基米德原理完全浸没在液体中的颗粒所受到的浮力等于该颗粒所排出的流体的重力由

,。

颗粒所受的重力F和浮力F引起的平衡决定了其净重力运动是向上向下还是静止公式

GB、[(1)]。

F=ρVg=F=ρVg

GP··BL··…………(1)

式中

:

ρ颗粒的密度

P———;

V颗粒体积

———;

重力加速度

g———;

ρ液体的密度

L———。

2

GB/T470691—2026/ISO18747-12018

.:

当重力F和浮力F相等时颗粒停止运动此时颗粒的密度应等于液体的密度ρρ这

GB,,(P-L=0)。

些考量是适用的其与颗粒的尺寸或形状无关也与连续相的动力黏度无关在多组分分散体系的情况

,,。

下只有当所有颗粒的密度都与液体密度相同时所有颗粒才会保持悬浮状态

,,。

公式和上述考量也适用于离心场中的分散颗粒其中g应由离心加速度a代替公式

(1),[(2)]。

a=ω2r=n2r

(2π)…………(2)

式中

:

ω转子的角速度

———;

r颗粒距旋转中心的距离

———;

n转子每秒的旋转数

———。

a宏观固体颗粒b有闭孔的颗粒c表面具有吸附/包覆层的颗粒d有开孔的颗粒

))))

图有关密度测定的颗粒基本结构

1

根据公式密度对应于置换液体的体积即等同于宏观固体颗粒的几何体积图因此所

(1),,[1a)]。,

测定的密度等同于真实的固体颗粒密度即对应于真实的固体颗粒如果颗粒由不同材料组成则颗粒

,。,

真密度反映了各种材料的密度以及体积质量分数

/。

如果颗粒具有闭孔图或孔隙未充满连续相液体及表面具有吸附或包覆层图公式

[1b)],[1c)](1)

可确定总体积颗粒的浮力密度ρ也称为有效密度平均密度或表观密度V可通过公式计算

B(、),tot(3)

得出

:

VV

ρ+ρ2

ρ=1·12·

BV…………(3)

tot

式中

:

ρ骨架密度单位为千克每立方米3

1———,(kg/m);

V骨架体积单位为立方米3

1———,(m);

ρ闭孔和未填充开孔的材料密度单位为千克每立方米3

2———,(kg/m);

V孔隙的体积单位为立方米3

2———,(m);

V总体积单位为立方米3

tot———,(m)。

图显示了具有闭孔的颗粒这同样适用于包覆体积为V图的不同材料层的颗粒此

1b)。2[1c)]。

处术语包覆是一个通用术语可能指不同材料的包覆层例如二氧化硅包覆磁性纳米颗粒被聚合

“”,(,)、

物或大分子包裹的颗粒甚至是固定未搅动的液体分子层该分子层本身可能是多孔的或存在材料

,()。

梯度公式基于以下假设当将颗粒分散到不同的试验液体中时体积V的组成不会改变见

。(3):,2(

第章体积V不与连续相混合或交换或者至少交换时间常数大于试验测量时间术语未搅动

6)。2,。“”

也反映了一个事实即如果颗粒出现任何因电场或重力场等因素发生运动则体积V应视为颗粒的

,,2

3

GB/T470691—2026/ISO18747-12018

.:

组成部分与主颗粒一起运动显然随着颗粒变小例如纳米颗粒则根据公式确定的密度会

“”,。,(,),(3)

与颗粒真密度的偏差越来越大

。

图显示了具有开孔的颗粒其孔隙内容物能与连续相自由交换也就是说这种情况下测定的

1d),。,

是孔隙被连续相填充的颗粒的骨架密度

。

本文件侧重于浮力密度其与材料真密度图表观密度图和图以及骨架密度

,()[1a)]、[1b)1c)],

图是一致的为了清楚起见对上述种情况分别进行了讨论但存在属于多种情况的颗粒例

[1d)]。,4,,

如同时具有闭孔和被连续相液体填充的开孔的颗粒

,。

6测定分散颗粒在重力场和离心场中迁移方向的测量技术

根据公式或公式颗粒密度的测定包括测量颗粒的迁移方向这些颗粒分散在具有不同密度

(1)(2),,

的连续相中其密度低于或高于预期的颗粒密度

,。

可检测颗粒迁移的方向沉降或乳析上浮