粉体的流动性测试仪原理

 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

有些粉体性质松散，能自由流动；有些粉体则有较强的粘着性，粘结在一起不易流动。粉体的流动性是粉体的重要性质之一，对于药剂工作意义重大。例如散剂分包，胶囊剂充填、片剂压片分剂量等均受粉体流动性的影响。

粉体的流动性与粒子的形状、大小、表面状态、密度、孔隙率等有关，加上颗粒之间的内摩擦力和粘附力等的复杂关系，其流动性不能用单一的值来表达。粉体的流动性，常用休止角和流速表示。

1、休止角系指在水平面堆积的一堆粉体的自由表面与水平面之间可能存在的*角度，即将粉体堆积成尽可能陡的圆锥体形状的“堆”，堆的斜边与水平线的夹角即为休止角，常用α表示。其可以由以下公式求得。

休止角是检验粉体流动性好坏的*简便方法。粉体流动性越好，休止角越小；粉体粒子表面粗糙，粘着性越大，则休止角也越大。一般认为，休止角≤30o，流动性好；休止角≤40o，可以满足生产过程中流动性的需要；休止角≥40o，则流动性差，需采取措施保证分剂量的准确。休止角常用的测定方法有注入法、排出法、容器倾斜法等，   

2、流速系指单位时间内粉体由一定孔径的孔或管中流出的速度。其具体测定方法是在圆筒容器的底部ZX开口，把粉体装入容器内，测定单位时间内流出的粉体量，即流速。一般粉体的流速快，流动性好，其流动的均匀性也较好。

有些粉体性质松散，能自由流动；有些粉体则有较强的粘着性，粘结在一起不易流动。粉体的流动性是粉体的重要性质之一，对于药剂工作意义重大。例如散剂分包，胶囊剂充填、片剂压片分剂量等均受粉体流动性的影响。

粉体的流动性与粒子的形状、大小、表面状态、密度、孔隙率等有关，加上颗粒之间的内摩擦力和粘附力等的复杂关系，其流动性不能用单一的值来表达。粉体的流动性，常用休止角和流速表示。

1、休止角系指在水平面堆积的一堆粉体的自由表面与水平面之间可能存在的*角度，即将粉体堆积成尽可能陡的圆锥体形状的“堆”，堆的斜边与水平线的夹角即为休止角，常用α表示。其可以由以下公式求得。

休止角是检验粉体流动性好坏的*简便方法。粉体流动性越好，休止角越小；粉体粒子表面粗糙，粘着性越大，则休止角也越大。一般认为，休止角≤30o，流动性好；休止角≤40o，可以满足生产过程中流动性的需要；休止角≥40o，则流动性差，需采取措施保证分剂量的准确。休止角常用的测定方法有注入法、排出法、容器倾斜法等，粉体特性测试仪正是检测安息角和流动性的理想仪器，检测方法如图：

2、流速系指单位时间内粉体由一定孔径的孔或管中流出的速度。其具体测定方法是在圆筒容器的底部ZX开口，把粉体装入容器内，测定单位时间内流出的粉体量，即流速。一般粉体的流速快，流动性好，其流动的均匀性也较好。

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。