空心玻璃微珠是一種微米級的表面光滑的中空玻璃微球，外觀為白色流動性粉末。表征空心玻璃微珠的物性參數(shù)主要有密度、粒徑及粒度分布、抗壓強度等。理解空心玻璃微珠各物性參數(shù)的含義以及各物性間的相互關(guān)系，有助于我們更好的認識和使用產(chǎn)品。

　　

　　

　　

　　圖1  空心玻璃微珠顯微鏡照片

　　

　　一、密度

　　

　　密度是指一種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量，在計算上，密度為質(zhì)量除以體積的商，即物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值。

　　

　　真實密度，簡稱真密度，是指物質(zhì)去除內(nèi)部孔隙或者顆粒間的空隙后的密度。空心玻璃微珠是封閉球體，其真密度為去除微球間的空隙后的密度。

　　

　　堆積密度，是指粉體材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。計算上，堆積密度為粉體質(zhì)量除以該粉體所占容器的體積。以自然堆積體積計算的密度也稱為松散密度，以振實體積計算則稱為振實密度。由于粉體所占容器的體積（堆積體積）包含粉體間空隙，所以堆積密度通常小于真密度。空心玻璃微珠的堆積密度約為真密度的一半。

　　

　　圣萊特采用氣體置換法真密度分析儀進行真密度的測定，可以快速準確地測出微珠的真密度。

　　

　　真密度可以指導我們的產(chǎn)品應用和復合材料配方設計，堆積密度則對粉體的包裝和運輸有指導意義。空心玻璃微珠的真密度為0.12-1.6g/cm3，約為傳統(tǒng)粉體材料的1/5-1/10，同質(zhì)量的產(chǎn)品，空心玻璃微珠所占體積空間比傳統(tǒng)的粉體材料要大得多。采取適宜的包裝方式可以更經(jīng)濟、環(huán)保的運輸貨物，同時減少貨物在庫房的占用空間。

　　

　　二、粒徑及粒度分布

　　

　　粉體是由不同尺寸的小顆粒組成的集合體，顆粒的大小就叫做顆粒的粒徑或粒度。空心玻璃微珠是正球體顆粒，球體的直徑就是粒徑。

　　

　　粒度分布是指不同粒徑顆粒占粉體總量的百分數(shù)，有區(qū)間分布和累積分布兩種形式。

　　

　　區(qū)間分布又稱為微分分布或頻率分布，表示一系列粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量。下圖2中，曲線(a)為圣萊特空心玻璃微珠HL38的粒徑區(qū)間分布曲線，在該曲線上，橫坐標粒徑值對應的左側(cè)縱坐標值，不是該粒徑對應的百分含量，而是粒子百分含量對粒徑的一階導數(shù)。

　　

　　累積分布也叫積分分布，表示小于等于某粒徑顆粒的百分含量。下圖2中，曲線（b）為HL38的累積分布曲線，其右側(cè)縱坐標值為橫坐標粒徑對應的累積百分含量，也就是小于等于該粒徑值的顆粒的百分含量，或者說，該粒徑值以下的顆粒百分含量。

　　

　　我們常規(guī)檢測報告中，幾個典型粒徑的累積分布數(shù)據(jù)為：D10/D50/D90：

　　

　　D50是指一個樣品的累積粒度分布百分數(shù)達到50%時所對應的粒徑，粒徑小于它的顆粒占50%，大于它的顆粒也占50%。D50也叫中值粒徑。

　　

　　D90是指一個樣品的累積粒度分布百分數(shù)達到90%時所對應的粒徑，粒徑小于它的顆粒占90%。

　　

　　同理，D10是指一個樣品的累積粒度分布百分數(shù)達到10%時所對應的粒徑，大于它的顆粒占90%。

　　

　　空心玻璃微珠的粒度分布是基于體積基準的百分數(shù)分布，我們所說的D90對應的數(shù)值表示累積粒度體積百分數(shù)達到90%時所對應的粒徑值，也就是說，該粒徑以下的顆粒占總體積的90%。圣萊特采用激光粒度儀來測試空心玻璃微珠的粒度分布。

　　

　　

　　

　　圖2 圣萊特空心玻璃微珠HL38的粒度分布

　　

　　三、抗壓強度

　　

　　抗壓強度是指空心玻璃微珠破碎率為某一數(shù)值時所對應的等靜壓強。破碎率是指在一定等靜壓強下，破碎的空心玻璃微珠占總空心玻璃微珠的體積百分比。

　　

　　抗壓強度表征空心玻璃微珠耐受等靜壓強的能力，抗壓強度高的產(chǎn)品，應用中能更好的保持空心結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品破碎率低，在生產(chǎn)加工中獲得理想的復合材料性能。

　　

　　圣萊特對產(chǎn)品抗壓強度的測試采用耐壓強度測試儀，將樣品放置于高壓艙內(nèi)通入氮氣進行加壓，測試加壓前后樣品的密度，通過計算加壓前后樣品體積的變化來得出破碎率。

　　

　　在復合材料生產(chǎn)加工中，空心玻璃微珠的加入方式以及設備工況等可能影響空心玻璃微珠的應用效果，我們應當調(diào)試設備的工況參數(shù)，使空心玻璃微珠的破碎率盡可能降到最低。

　　

　　四、密度、粒徑及粒度分布、抗壓強度

　　

　　等各物性間的相互關(guān)系

　　

　　空心玻璃微珠的密度、粒徑及抗壓強度之間存在著一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系。微珠的壁厚對參數(shù)有一定影響。總體來說，粒徑越大，球體的體積變大，微珠的密度越小，抗壓強度越低；反之，粒徑越小，則微珠的密度越大，抗壓強度越高。所以，通常情況下，低密度產(chǎn)品的粒徑更大，強度更低；高密度產(chǎn)品的粒徑更小，強度更高。粒度分布也對抗壓強度有一定影響，通常情況，粒度分布窄的產(chǎn)品，具有更高的抗壓強度，也使復合材料具有更好的性能表現(xiàn)。

　　

　　空心玻璃微珠的密度、粒徑及抗壓強度受生產(chǎn)工藝的控制，實際應用中，有時我們需要特定密度和粒徑的產(chǎn)品，有時我們需要低密度產(chǎn)品也具有小粒徑和高強度，同時，復合材料應用技術(shù)的發(fā)展，也對產(chǎn)品性能提出更高要求，圣萊特將以市場需求和客戶滿意為導向，持續(xù)進行新產(chǎn)品研發(fā)，生產(chǎn)更多高性能產(chǎn)品。