基本介紹
- 中文名：球度
- 概念：顆粒的形狀與球體相似的程度
- 影響因素：顆粒大小、物理性質、磨蝕歷史
- 顆粒分類：立方狀、柱狀及板狀
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顆粒定義
球度是指碎屑顆粒接近球體的程度。球度是顆粒三度空間的形狀，三軸相等者球度最高，片狀及柱狀顆粒球度最低。
碎屑顆粒的球度
碎屑顆粒的球度顆粒特徵
球度：顆粒近於球體的程度。
影響因素：取決於粒度大小、物理性質及磨蝕歷史。
石英：無解理，故搬運愈遠，球度愈大;
雲母：雖經遠距離搬運，其球度也可能較低。
顆粒分類
沉積物顆粒之形狀分析（Grain Shape Analysis），常有助於堆積物之成因及堆積歷史之推測。普通礦物顆粒之形狀多受結晶構造、硬度、化學的安定度、成熟過程、搬運過程、堆積過程、堆積環境，氣候等因素之影響。
顆粒之形狀，通常可以球度（Spherity）及圓度，或圓磨度（Roundness）表示。顆粒類型大致可分為立方狀（Compact）柱狀（Elongate）及板狀三種。
顆粒算法
計算
球度以下列方式計算：
一、球度=S=d/a
d為顆粒極大剖面之面積（或與顆粒同體積球體之表面積）。
a為顆粒極小外接球之極大剖面之面積（或顆粒之實際表面積）
S為球度1>S>0
二、球度=ρ=dn/ds
dn為平均直徑（即與顆粒同體積之球體直徑）。
ds為顆粒外接球之直徑（一般為顆粒之長徑）。
此種方法通常適用於大顆粒，在礫之形狀分析時用之。
三、球度=φ=dc/Dc
dc為圓之直徑（顆粒最大投影面積之直徑）。
Dc為外接圓之直徑。
四、瓦德爾（Wadell西元一九三二年）之球度= （見方程式1）
Vp為顆粒之實際容積。
Vcs為顆粒極小外接球之容積。
五、克魯賓（Krumbein，一九四一）之球度= （見方程式2）
L為顆粒之極大長度。
I為顆粒之中間長度。
S為顆粒之極小長度。
六、萊雷（Railey，一九四○）之球度= （見方程式3）
Di為顆粒之極大內接球之半徑。
Dc為顆粒之極小內接球之半徑。
當處理大量沉積物之形狀分析時，通常多用平均球度（Mean Sphericity）或平均偏差（Mean Deviation）表示其形狀。
平均偏差=∑（平均球度－各顆粒之球度）÷顆粒數
一般圓度及球度為沉積物成熟度之指標。大礫較易磨損，而小砂粒反不易磨損。因此在同一環境下，對於相同稜角之砂與礫進行相同圓磨作用時，砂粒因不易磨損而呈未成熱（Immature）狀態，但礫則易磨損並圓磨至相當程度而呈成熟（Mature）狀態矣。
克魯賓所提出的計算球度的公式如下：ψ=3BCA，式中ψ代表碎屑顆粒三個軸的位置球度係數，A、B、C分別代表顆粒的長、中、短三個軸的長度。A和B在最大投影面中度量，C在垂直AB面方向上度量。近於球形的顆粒，球度接近1；針狀顆粒的球度最小，接近於零。球度高低反映顆粒搬運方式的差異。球度高的顆粒以滾動方式移動，球度低的顆粒以飄浮方式移動。
算法
結合幾何形狀誤差的定義及球度誤差的幾何特徵，提出了一種球度誤差評定的幾何算法——格線搜尋算法。以最小二乘球心為初始參考點，按一定的規則布置一系列的格線點、依次以各格線點為假定理想球心計算所有測量點的半徑值,通過比較、判斷獲得相應評定方法(最小外接球法、最大內接球法和最小區域球法)的球度誤差值，闡述球度誤差格線搜尋算法原理和實現過程。實例結果表明，該算法可以有效、正確地評定球度誤差。
隨著科學技術的不斷發展，在精密機械儀器儀表、航空航天設備、機械製造等高科技領域中高精度的圓柱形及球形零件的套用越來越廣泛。圓柱度和球度誤差是評價圓柱形及球形零件加工精度的一個重要指標。其誤差的大小對於整個機械系統使用性能影響極大。研究具有自主產權的高精度、高效率的圓柱度和球度誤差評定算法，對研發有自主產權的圓柱度和球度誤差精密測試儀器有著重要的意義。
結構成熟度
球度與圓度的兩個不同的概念，球度高的顆粒（如晶形很好的石榴石），其圓度不一定高；球度低的顆粒（如長柱狀的角閃石其邊、棱被磨圓了），其圓度可能高。球度不僅與搬運距離有關，更與礦物形態有關（如片狀雲母礦物的球度很低）。但一般對同種礦物而言，隨著搬運距離的加長，其圓度和球度均增高，故它們是度量碎屑岩的結構成熟度的標準之一。
球度（sphericity）是指顆粒的形狀與球體相似的程度。
