粉粒體通常是由固體（tǐ）物質聚集而成的集合體，其顯著特征在於單個固體顆粒的尺寸極（jí）小，範圍從幾納米到幾厘米不等。這一特性使得顆粒能夠像液體一樣流動，從而便於操（cāo）作;同時，也使得顆粒物（wù）質的混合、成型及複合成為可能（néng）。然而，由於顆粒的（de）表麵積相對於體積而言顯著增加，雖然有利於顆粒表（biǎo）麵反應和溶解的進行，但也可能導致顆粒相互粘結，從而喪失粉粒體的某些特性。

　　為了評估粉粒體的（de）這些特性和（hé）現象，首（shǒu）先需要測量構成粉粒體的各個顆（kē）粒的形態特征，如尺寸和形狀。接下來是評估顆粒本（běn）身的性質，包括顆粒物理性質及其表麵結構。此外，還需對作為整體的粉粒體集合體的特（tè）性（xìng）進（jìn）行測量，這類測量可分為幹燥狀態下的粉（fěn）粒體物（wù）理性質評（píng）估，以及顆粒分散在溶液(尤其是水溶液中)或高濃度漿料中的特性評估。

　　在粉粒體特性評估中，通常（cháng）隻需要少量樣品，因此如何從待測粉粒體中采集適量的樣本是一（yī）項關鍵技術。為此，需要專門設計的設備和相應的測量技術。

　　此外，評估粉粒體的爆（bào）炸性、其（qí）在空氣輸（shū）送等過程中的空間濃度及運動速度，也是構（gòu）建（jiàn）粉體工藝時所需的重要信息（xī）。再者，利用超聲波或氣壓等手段將粉粒體分散至適合測量的狀態，對於顆粒尺寸和形狀（zhuàng）的測定（dìng）同樣至關重要。

　　日（rì）本（běn）同誌社大學名譽教（jiāo）授森康（kāng）維簡要介紹了上述各項測量技術及其相關技（jì）術。

　　01　　粒子直徑（jìng）及粒子形狀的測量

　　用於測量粒子（zǐ）大小並測（cè）定（dìng）顆粒所屬粉體粒徑分布的儀器，大致可分為兩類：一類是在將顆粒分散於溶（róng）液中的狀態下(濕法)進行測（cè）量的儀器;另一類則是在將顆粒分散於（yú）氣流（liú）中或形成氣溶膠（jiāo）狀（zhuàng）態（tài）(幹法（fǎ）)下進行測量的儀器。由於顆粒（lì）通常並非（fēi）完 美的球形，因此不同測量方法對“顆（kē）粒大小”的定義（yì）各不相同。

　　具（jù）體而言，測量儀器會根據測得的幾何參數、顆粒的運動速度或光學信息，將其換算為等效的球體直徑來定義顆粒粒徑，這種直徑（jìng）被稱為顆粒的“代表徑（jìng）”或“等效徑”。此外，還有兩（liǎng）種不同的測量方式：一（yī）種是統計相（xiàng）同大小顆粒的數量，另一種是測量顆粒的總質量;前者（zhě）稱為“基於數量”的測量方法，後者（zhě）稱為（wéi）“基於質量(體積)”的測量方法。因此，盡管存在多種粒徑分布測量方法，但如果（guǒ）不同方法的分布基準或代表徑不一致，在比較（jiào）其測量結果（guǒ）時（shí）需格外（wài）謹慎。

代表性（xìng）的粒徑分布測定方法

　　當顆（kē）粒粒（lì）徑較大且可供測量的粉體數量較多時（shí），使用篩分法較為有（yǒu）效。如（rú）果在生產過程中包含篩分步驟，該方法能夠直接提供與粉體質量相關的（de）粒徑分布數據。若同時需要評估顆粒形狀，可借助顯微鏡等具備圖像分（fèn）析功能的設備（bèi）。近年來，得益（yì）於CCD相機和計算機性能的提升，市麵上出現了能夠結合其他測量技術（shù）(如電檢測帶法、激光衍射/散射法等)的（de）儀器，這些（xiē）儀器可（kě）在測量粒徑的同（tóng）時（shí）評估顆（kē）粒的分散狀態和形狀。許多粒徑分布測量方（fāng）法都（dōu）遵循JIS或ISO標準，這些標準詳細規定了測量原理、使用注（zhù）意事項以及測量（liàng）結果的不（bú）確定性評估方法。在使（shǐ）用粒徑分布測量儀器時（shí），建議務必查閱相關標準內容（róng）。

　　02　　粒（lì）子物理性質的測量

　　用於測量構成粉粒體的各個顆粒物理特性的設備中，用於評估顆粒密度（dù）的重要測量儀器堪稱粉體工藝設計與運行中不可或缺的工具。然而，由於顆粒內部可能存在空洞，表麵可能存在微孔，某（mǒu）些測量方法可能無法檢測到這些結構，因此其測量結（jié）果可能與物質的實際密度存在差（chà）異。基於此，顆粒密度有時也被稱作“表觀密度”。需要說明的是，將粉粒體放入容器後測得的密度稱為堆積密度，該密度與粉（fěn）粒體的填充特性密切相關。

　　顆粒的物理特性包括：力（lì）學強（qiáng）度特性(如硬度、彈性模量、破壞強度等)、聲學特（tè）性（xìng）(顆粒間或顆粒與設備壁碰撞（zhuàng）產生的聲音特性，以及粉粒體層中聲音的衰減特（tè）性)、光學特性(光、X射（shè）線、中子線等電磁波與顆粒的相互作用特（tè）性，具體表現（xiàn）為顆粒對電磁波的吸（xī）收（shōu）與散射現象，以及顆粒的折射率)、磁學特性(磁滯力、磁化特性、磁各向異性)以及（jí）電學特性(介電特性、電導（dǎo）特性、帶電特（tè）性)等。力學強度特性和光學特（tè）性有時會針對單個顆粒進（jìn）行測量（liàng），但大（dà）多（duō）數物（wù）理特性都（dōu）是（shì）以粉粒體整體為單位進行研究的。

　　在顆粒的化學特性評（píng）估方麵，主要包括確定構成顆粒物質（zhì）的成分、顆粒表麵的官能基團，以（yǐ）及顆粒的結晶性和晶體結構。雖（suī）然某（mǒu）些化學特性也是針對單個顆粒進行研究的，但（dàn）通常更傾向於將它們作為粉粒體的整體特性（xìng）來進行分析。

　　03　　粒（lì）子表（biǎo）麵結構的測量

　　粉粒體的一個顯著特點是具有較大（dà）的表麵積，因此評估其表麵積非常重要。通常，比表麵（miàn）積是通過（guò）測量氮分子的吸附量來計算的，但此時粒子表麵組成與吸附分子之（zhī）間的相互（hù）作用(即吸附強度)可能會成為影響測量結果的因素。為此，有時也會使用與氮氣相比相互作用較弱的稀有氣體作為吸附物質。通過將比表麵積的測量結果與相應的表麵結構模型相結合，可以估算出粉粒（lì）體表麵的孔徑分布。

　　在某些情況下，測量（liàng）特（tè）定物質的吸附量同樣十分關（guān）鍵。例如（rú），水始終存在於大氣中，而水的（de）吸附特性會對粉粒體的流動狀（zhuàng）態產生（shēng）顯著（zhe）影響（xiǎng）。市麵上已經出現（xiàn）了專門用於測量粉粒體在大氣中吸附水分量的儀器(即水分計)。此外，還有一種測量方法（fǎ）：在粉粒體層（céng）表麵滴加液滴，通過測（cè）量液滴的接觸角（jiǎo）或液體的滲透速度來評估其潤濕性能。

　　04　　粉粒體特性

　　在（zài）大氣中或幹燥狀態下（xià）儲存的粉粒體（tǐ）的性質，能（néng）體現其自身的特性，並且與粉（fěn）粒體在各種工（gōng）藝過程中的行為密切相關（guān）。例如，直接影響粉粒體堵（dǔ）塞現象的特性包括流（liú）動性（xìng）及安息角(即粉粒體自然堆積時的（de）傾斜角度)。填充特性(即堆積密度)同樣十分重要;尤其是通過振動或敲擊等方式使粉（fěn）粒體發生（shēng）壓實後的密度(稱為“敲擊（jī）堆積（jī）密（mì）度”)，也與堵塞現象密切相關。

　　此外，測（cè）量粉粒體的剪（jiǎn）切強度特性及粘附力也很重要，因為這些參數有助於（yú）了解在粉粒體堆積狀態下需要施加多大的力才能使（shǐ）其發（fā）生崩塌（tā）。此（cǐ）外，粉粒（lì）體對（duì）設備或容器壁的摩（mó）擦特性及磨損特性同樣需要了解，這（zhè）對於選擇設備材（cái）料及確保使用安全性至關重要。

　　05　　粒子懸浮液特性與漿料特性

　　當顆粒分散在溶液中時，這種狀態被稱為顆粒懸浮液;當顆粒濃度較高時（shí），則被稱為漿料（liào）。表征這種狀態下粉粒體特性的一個典型參數是（shì）ζ電位（wèi）(Zeta Potential)。ζ電位被用作判（pàn）斷顆粒能否在溶液中保持分散狀態，或者是否會發生凝聚或分層現象（xiàng）(從而將高濃（nóng）度懸浮液與低濃度（dù）懸浮液分離開的指標)。許多ζ電位測量儀器既可以用於濕法顆粒粒徑分布的測定，也可（kě）以在同一設備上進行相關測（cè）量（liàng）。此外，還配備了利用離心力等（děng）手段來快速、直接評（píng）估顆粒凝（níng）聚與分散特性的測量儀（yí）器。

　　漿料的粘度和彈性(即（jí）流變特性)對於了解其（qí）動態行為至關重（chóng）要。

　　06　　采樣（yàng）與縮分

　　在粉粒體測量中（zhōng），所需的（de）粉粒體量通（tōng）常（cháng）與實際存在的粉粒體總量相比微不足道，因此必須確（què）保所采集的（de）粉粒體能夠真實代表整體情況。這種采集操作被（bèi）稱為（wéi）“采樣”。建議從流動狀態的粉粒體中進行采（cǎi）樣，因為從堆積狀態的粉粒體中獲取代表性樣本（běn）會較為困難——當具有粒徑分布（bù）的粉粒體被放入容器中並發生堆積時（shí），容易產生顆（kē）粒偏析現象。也（yě）就是說，對於發生顆粒偏析的堆積物，需要（yào）從多個不同位置采集粉粒（lì）體並混（hún）合後作為代表性樣本，但很難確認這種（zhǒng）混（hún）合樣本是否（fǒu）滿足代（dài）表性樣本的要求。

　　如（rú）果獲得的代表性樣本量超過了測量（liàng）所需的量，就需要從中分出所需的量。這一操作稱為“縮分”，常用的方法有圓錐四分法，或者使用二分器、旋轉（zhuǎn）縮分器（qì）等設備（bèi）。在此過程中，同樣需要注意避免顆粒偏析的（de）發生，以確保獲得準確的測量樣本。

　　對於分散在空（kōng）氣中（zhōng）的氣溶膠顆粒（lì），通常會（huì）使用能夠（gòu）實現等（děng）速抽吸的裝置進行采樣，以獲得具有代表性的樣本。

　　07　　其他

　　如果在對粉粒體（tǐ）進行粒徑測量時其仍處於凝聚狀（zhuàng）態，那麽將無法獲得準確的結（jié）果。因此（cǐ），通常會使用一種稱為“分散機”的設備對粉粒體進行預處理，以使其分散（sàn）開來。在濕法粒徑（jìng）測量中，除了使用分散劑（jì）(表（biǎo）麵活性劑)外，利用超聲波分散機或超聲波均質機進行分散（sàn）處理效果顯著。

　　而對於幹法分散而言，很難實現完全均勻的狀態，因此更適宜在能夠（gòu）再（zài）現粉體在（zài）加工過程中實際狀（zhuàng）態的情況下進行粒徑（jìng）測量，此時多采用在線測量儀器。這類儀器有時（shí）也被用於檢測粉粒體在空氣輸（shū）送過程中的濃度及移（yí）動速度。

　　此外，還存在著專門用於檢測粉（fěn）粒體（tǐ）爆炸性的儀器。當粉粒體的粒徑小於500微米時，它（tā）們可能因火花或靜電等因素而引發燃燒或爆炸。不僅鎂粉、鋁粉、煤炭等物質會爆炸，小麥粉等穀物類（lèi）、糖（táng）粉以及軟木粉也同樣具有爆炸（zhà）性。用於研究這些物質爆炸條件（jiàn）的試驗裝置屬於粉體特性評估設備，為粉體（tǐ）加（jiā）工過程中的防火與防爆措（cuò）施提供了不可或缺的信息。