粉体力学是什么?

粉体的定义

  粉体是由无数相对较小的颗粒状物质构成的集合体，有时具有固体的性质，在某些情况下又具有液体或气体的性质，有时还表现出一些奇异的特性。粉体的共同特征是：具有许多不连续的面、比表面积较大、由许多小颗粒状物质所组成，换言之，它们是许许多多小颗粒状物质的集合体。

  粉体可分为单分散粉体和多分散粉体。如果构成粉体的所有颗粒的大小和形状均相同，则称这种粉体为单分散粉体。在自然界中，单分散粉体尤其是超微的单分散粉体极为罕见；目前只有用化学合成方法可以制备出近似的单分散粉体，尚无利用机械方法制备单分散粉体的报导。大多数粉体都是由大小不同、形状各异的颗粒所组成，这种粉体称为多分散粉体。

  粉体的尺度

  关于粉体的尺度，有人认为：小于1000μm的颗粒物为粉体，也有人以100μm为界，但迄今为止并未形成共识。按照Allen和Heywood等人的观点：粉体没有确切的上限尺寸，但其尺寸相对于周围的空间而言应足够的小。粉体是一个由多尺寸颗粒组成的集合体，只要这个集合体具备了粉体所具有的性质，其尺寸界限并不那么重要，所以，尽管没有确切的上限尺寸，但并不影响人们对其性质的研究。

  粉体的形态

  就粉体的形态而言，一般可以说它既具有固体的性质也具有液体的性质，有时也具有气体的性质。说它是固体颗粒，这*容易理解，因为无论颗粒多么小，毕竟具有一定的体积和形状。说它具有液体的性质，需要具备一定的条件：即粉体和某种流体形成一个两相体系，此时的两相流具有液体的性质，亦即此两相流虽具有一定的体积，但其形状却取决于容器或管道的形状，譬如自然界中的泥石流。如果两相流中的流体是气体，且其中的粉体体积分数相对较小、颗粒尺寸也比较小，即粉体弥散于气体介质中，此时粉体就具有气体的性质：既无确定的体积也无确定的形状，沙尘暴就是非常典型的一例。因此，有人认为，粉体是有别于气、液、固物质形态的第四种物质形态。

  粉体的某些奇异特性

  由于粉体形态的特殊性，使之表现出一些与常规认识不同的奇异特性。如粮仓效应、巴西豆效应、加压膨胀特性、崩塌现象、振动产生规则斑图现象、小尺寸效应等。

  粉体工程与颗粒学

  粉体工程是从集合体或整体的角度去研究对象，而颗粒学是从个体的角度去研究对象，而这个对象是同一个物质。粉体工程和颗粒学的不同还在于：粉体工程所研究的对象一般是固体颗粒，而颗粒学所研究的对象既有固体颗粒、也有液体颗粒和气体颗粒，如汽车发动机汽缸内的液滴大小和分布、混凝土中气孔的大小和分布等等

德国LAUDA Scientific公司生产的LSA100POM粉体接触角测量仪是LSA100光学接触角测量仪配备粉末/多孔介质模块(POM)延伸而来，是一款专门用于测量粉末及多孔材料润湿性的光学仪器。此外LSA100POM可以选配多种测量模块完成滞留力测量、单一纤维接触角测量、俯视法接触角测量、界面扩张流变测量、全自动临界胶束浓度(CMC)等特殊任务，LSA100POM粉体接触角测量仪将为材料科学、界面化学、电子制造、纺织纤维等相关实验室提供更加专业的解决方案。

LSA100POM的技术参数如下：

Ø 接触角测量范围：0---180°

    Washburm 法接触角测量范围：0---90°

    接触角测量精度：±0.1°

    接触角测量分辨率：0.01°

Ø 粉末样品测量频率：15Hz

Ø 吸收液体积：无限制

        分辨率：0.1ul

Ø 标准吸收池类型：垂直式 、可选水平渗透池

              尺寸：长40mm，直径10mm

Ø 表面/界面张力测量范围：1×10-2 --- 2×103mN/m

                  分辨率：0.01mN/m

Ø 视频图像系统（系统可升级）

             镜头：6.5倍变焦光学镜头

             分辨率：1280×960 pixel

             相机速度：54fps @1280×960 pixel

             视野范围：1.1×0.8---9.1×6.9（mm×mm）

备注：视频系统可选配6.5/8.6/12.9/45倍变焦光学镜头和高速相机，适合于复杂功能的应用。

Ø 视频调焦台

        调节方式：X轴方向精密导轨调节，调焦范围：100 mm

Ø 样品台

       调节方式：X/Y/Z三轴精密导轨调节  移动行程：100/100/50 mm

       尺寸：100x100 mm

       载重(max)：12kg

Ø 加液单元调节台

       调节方式：X/Y/Z三轴精密导轨调节  移动行程：85/76/60 mm

Ø 自动倾斜台

       角度范围：0~360°

       速度范围：0.05°--- 7°/s

Ø 样品尺寸(max)：∞×290x76 mm（L×W×H）

Ø 光源：高亮度高均匀LED冷光源，亮度可手动/软件调节

Ø 电源：50/60Hz ; 110/240V; 90 W

Ø 仪器尺寸（基座）及重量：600×160×543mm（L×W×H）; 19 Kg

金相显微镜能不能测粉体？

金相显微镜作为一种用于观察金属样品的显微分析工具，广泛应用于材料科学和金属研究中。它能够通过对金属表面的观察，帮助研究人员了解金属的组织结构、相组成及晶粒大小等重要信息。当我们将其应用到粉体测量上时，是否能获得理想的效果？本文将深入探讨金相显微镜能否有效测量粉体，并分析其中的技术挑战与局限性。

金相显微镜的基本原理与应用

金相显微镜通过将样品制备成适合观察的薄片，借助不同的显微镜镜头和光源进行观察，从而获取材料的微观结构信息。通常，这类显微镜配备了高分辨率的光学系统，能够清晰呈现金属材料表面不同相区的结构特征，广泛应用于金属铸造、焊接、热处理等领域，帮助研究者了解材料的性能变化。

粉体的特殊性与金相显微镜的适应性

粉体由于其颗粒形态的特殊性，相较于常规的金属样品，更难通过传统金相显微镜进行观察。粉体材料的颗粒大小、形状、分布等特征对于显微镜的观察提出了更高的要求。金相显微镜主要适用于平整、稳定的固体表面观察，而粉体由于其颗粒形态和尺寸的不规则性，难以获得清晰的观察结果。粉体样品的制备过程通常需要将其制成薄片或者通过特殊处理固定，才能进行显微镜分析。

金相显微镜在粉体分析中的局限性

粉体的颗粒尺寸通常较小，且形状不规则，传统金相显微镜的分辨率和观察角度可能无法完全呈现颗粒的全貌。金相显微镜在观察粉体时需要样品表面平整，如果没有经过特殊的样品制备，观察效果可能会受到影响。再者，由于金相显微镜主要侧重于观察金属的微观结构，而粉体的形态和表面特性常常需要借助其他显微技术（如扫描电子显微镜 SEM）来获得更为的分析结果。

结论

金相显微镜虽然可以对粉体进行一定程度的观察，但由于粉体的颗粒特性、样品制备难度及金相显微镜的局限性，它并非粉体分析的佳选择。若要获得更高精度的粉体表征，推荐使用扫描电子显微镜（SEM）等其他更为适合粉体分析的仪器。

 粉体的流动性（flowability）与粒子的形状、大小、表面状态、密度、空隙率等有关，加上颗粒之间的内摩擦力和粘附力等的复杂关系，粉体的流动性无法用单一的物性值来表达。然而粉体的流动性对颗粒剂、胶囊剂、片剂等制剂的重量差异影响较大，是保证产品质量的重要环节。粉体的流动形式很多，如重力流动、振动流动、压缩流动、流态化流动等，相对应的流动性的评价方法也有所不同，当定量地测量粉体的流动性时*采用与处理过程相对应的方法，表1列出了流动形式与相应流动性的评价方法。

表1  流动形式与其相对应的流动性评价方法