13 粉体学基础

第六章粉体学基础一、概念与名词解释12．空隙率20．临界相对湿度34．标准筛二、判断题(正确的填A，错误的填B)1．物料的粒径越小，其流动性越好。

( )2．粉体粒子的粒径影响粉体的流动性，粉粒大于200μm的粉体可自由流动。

( )3．在临界相对湿度(CRH)以上时，药物吸湿度变小。

( )4．比表面积是单位体积所具有的表面积。

( ) 5．微粉的流动性常用休止角表示，休止角愈大，其流动性愈好。

( )6．物质分轻质或重质，主要在于他们的堆密度大小，重质的堆密度大，轻质的堆密度小。

( )7．比较同一物质粉体的各种密度，其顺序是：堆密度>粒密度>真密度。

( )8．粉体的密度是用真密度进行描述。

( )9．将黏附力较大的粉体装填于模子时，孔隙率大，充填性差。

( )10．压缩速度快，易于塑性变形，有利于压缩成形。

( )11．物料受压时塑性变化所消耗的能量转化成结合能,因此该过程是可逆过程。

( )12．将黏附力较大的粉体装填于模子时孑L隙率小，充填性好。

( )13．重力流动时，堆密度也反映粉体的流动性。

( ) 14．粉末的比表面积大，压缩时接触点数多，结合强度大。

( )15．Heckel方程的斜率越大，空隙率的变化大，弹性强。

( )16．推片力的大小等于解除上冲压力后下冲中残留压力的大小。

( )17．最松堆密度与最紧密度相差越小，粉体的充填性越好。

( )18．压缩过程中压力传递率接近于1时，模壁的摩擦力小。

( )19．体积基准的平均粒度和重量基准的平均粒度在数字上相同。

( )20．粉体的附着力大，装填时孔隙率大，充填性好。

( )三、填空题1．将球体规则排列时配位数最大可达(6，8，12)个；空隙率最大可达(26％，30％，48％)。

2．某些药物具有“轻质”和“重质”之分，主要是因为其不同。

3．在药剂学中最常用来表示粉体流动性的方法是：和。

4．测定粒径的方法很多，其中以沉降法测得的是径，以电感应法测得的为径。

药剂学第十章-粉体学基础成都医学院22考研药剂学第十章粉体学基础第一节概述粉：小于等于100微米粒：大于100微米单一粒子为一级粒子，单一粒子聚结体为二级粒子第二节粉体的基本性质基本性质：粉体的粒径及其分布和总表面积，单一粒子的形态及表面积一、粒径及粒径分布（一）粒径的表示方法1、几何学粒径1）三轴径：在粒子平面图上测定的长径l,短径b 和高度h2）定方向径：在粒子平面投影图上测得的特征径a)Fe ret:径：定方向接线径，在粒子投影图上画出外接平行线，其平行线见得距离即是定方向径b）Krummbein：定方向最大径，用一直线将粒子投影面按一定方向进行分割，分割的最大长度为定方向最大径c）Martin：定方向等分径，用一直线将粒子投影面按一定方向进行分割，恰好将投影面积等分时的长度为定方向等分径3）圆相当径a)Heywood：投影面积圆相当径,系与粒子投影面积相同的圆的直径b)周长圆相当径：系与投影面积周长相等的圆的直径4）球相当径a)球体积相当径：与粒子体积相同的球体的体积b)球面积相当径：与粒子体表面积相同的球体的直径5)纵横比：系颗粒的最大轴长度与最小轴长度之比2、筛分径：细孔通过相当径3、有效径：沉降速度相当径，与粒子在液相中具有相同沉降速度的球的直径4、比表面积等价径：与粒子具有相同比表面积的球的直径5、空气动力学相当径：空气动力学径，与不规则粒子具有相同动力学行为的单位密度球体的直径（二）粒径分布频率分布：表示各个粒径所对应的粒子在全体粒子群中所占的百分数累计分布：表示小于或大于某粒径的粒子在全体粒子群中所占的百分数粒度分布基准：个数基准、质量基准、面积基准、体积基准、长度基准（三）平均粒径：中位径：中值径，累计分布图中累计正好为50%所对应的粒径众数粒径：颗粒出现最多的粒度值，即频率分布曲线的最高峰值（四）粒径的测定方法显微镜法或筛分法测定药物制剂的粒子大小和限度，光散射法测定原料药或药物制剂的粒度分布1、显微镜法：将粒子放在显微镜下，根据投影测定等价粒径2、筛分法：筛孔机械阻挡的分级方法3、沉降法：液相中混悬粒子的沉降速度4、库尔特计数法：电阻法，等体积球的相当径5、激光散射/衍射法：光传播遇到颗粒阻挡发生散射，颗粒越大，散射光夹角越小6、比表面积法：吸附法和透过法测定7、级联撞击器法：测量可吸入颗粒物的空气动力学粒径和粒径分布的首选二、粒子形态：系指粒子的轮廓或表面个点所构成的图像（一）形态指数：将粒子某些性质与球或圆的理论值比较形成的无因次组合1、球形度：真球度，系指用粒子的球相当径计算的球的表面积与粒子实际面积之比2、圆形度：系指用粒子的投影面积相当径计算的圆周长与粒子投影面积周长之比（二）形状系数1、体积形状系数2、表面积形状系数3、比表面积形状系数三、粒子比表面积（一）比表面积的表示方法：单位体积或单位重量的表面积1、体积比表面积：单位体积粉体的表面积2、重量比表面积：单位重量粉体的比表面积（二）比表面积的测定方法1、气体吸附法：利用粉体吸附气体的性质2、气体透过法：气体通过粉体时的阻力与比表面积有关第三节粉体的其他性质一、粉体的密度（一）粉体密度分类和定义1、真密度：粉体质量除以真体积得到的密度，不包括颗粒内外空隙的体积2、粒密度：粉体质量除以粒体积得到的密度，包括内部空隙3、堆密度：，松密度，粉体质量除以该粉体所占体积得到的密度，包括内部空隙振实密度：经一定规律振动或轻敲后测得的堆密度理论上：真密度大于等于粒密度大于等于振实密度大于等于堆密度（二）粉体密度的测定方法1、真密度的测定1）氦气测定法：首先通入已知重量的氦气到代测定空仪器中，测得仪器容积V0，然后将供试品放入容器抽真空，完成后导入一定量氦气，而后计算出粉体周围及进入粉体孔径氦气体积Vt，V0-Vt既是粉体体积计算可得真密度2）液体汞、苯置换法2、粒密度的测定：比重瓶法（常用）、吊斗法3、堆密度与振实密度的测定方法：将约50立方厘米到的经过二号筛处理的粉体装入100ml量筒中，将量筒从一英寸处落下到坚硬木板三次，所得体积即为粉体堆体积，计算可得堆密度二、粉体的空隙率分类：颗粒内空隙率、颗粒间空隙率、总空隙率测定：压汞法、气体吸附法三、粉体的流动性（一）粉体流动性的评价方法1、休止角：粉体堆积层的自由斜面与水平面形成的最大夹角测定方法：固定圆锥底法、固定漏斗法动态休止角：流动粉体与水平面形成的夹角，可装入量筒后以一定速度旋转测定休止角小于等于30度时流动性好，小于等于40度时，可以满足生产需要2、流出速度：单位时间内从容器小孔中流出粉体的量表示3、压缩度和Hausenr测量方法：将一定量粉体装入量筒中测得最初堆体积，采用轻敲法测得粉体最紧状态得到最终体积，后根据相关公式计算出压缩度压缩度为20%以下流动性较好，增大流动性下降，超过30%很难流出HR在1.25以下流动性好，大于1.6时很难操作（二）改善流动性的方法1、增大粒子大小：250~2000微米流动性好，72~250微米流动性取决于形态和其他因素，小于100微米时流动性会出现问题2、改善粒子形态及表面粗糙度3、改变表面作用力4、助流剂的影响5、改变过程条件四、粉体的填充性（一）表示方法：堆容比：单位质量所占体积空隙率：堆体积中空隙所占体积堆密度：单位体积的质量空隙比：空隙体积与真体积之比充填率：堆密度与真密度之比配位数：一个粒子周围相邻其他粒子个数（二）颗粒的排列模型球形粒子规则排列，接触点最小为6，此时空隙率最大，为48%，接触点为12时最小为26%，粒径大小不影响空隙率和接触点（三）充填状态的变化和速度方程：久野方程、川北方程（四）影响粉体充填性的因素1、粒径大小及其分布2、颗粒的形状和结构3、颗粒的表面性质4、粉体处理及过程条件5、助流剂的影响五、粉体的吸湿性定义：固体表面吸附水分的现象（一）水溶性药物的吸湿性CRH：水溶性药物在较低的相对湿度环境中平衡水分含量较低，不吸湿，但当空气中相对湿度提高到一定值时吸湿量急剧增加，此时的相对湿度即为物料的临界相对湿度。

粉体学基础知识一:粒径和粒度分布2014 月 12 月 08 日 发布 分类：粉体加工技术 点击量：1130粉体学(micromeritics)是研究无数个固体粒子集合体的基本性质及其应用的科学。

通 常<100μm 的粒子叫“粉”，容易产生粒子间的相互作用而流动性较差；>100μm 的粒子叫 “粒”， 较难产生粒子间的相互作用而流动性较好。

单体粒子叫一级粒子 （primary particles)； 团聚粒子叫二级粒子（second particle)。

粉体的物态特征： ①具有与液体相类似的流动性； ②具有与气体相类似的压缩性； ③具有固体的抗变形能力。

粉体粒子的物理性质主要有：粒子与粒度分布、粒子形态、比表面积等。

粒子径与粒度分布 粉体的粒子大小也称粒度，含有粒子大小和粒子分布双重含义，是粉体的基础性质。

对于一个不规则粒子，其粒子径的测定方法不同，其物理意义不同，测定值也不同。

粒径的表示方法有以下两种： 1、几何学粒子径：根据几何学尺寸定义的粒子径，一般用图像法测定。

三轴径：在粒子的平面投影图上测定长径 l 与短径 b，在投影平面的垂直方向测定粒子 的厚度 h。

反映粒子的实际尺寸。

定向径（投影径）：Feret 径(或 Green 径) ：定方向接线径，即一定方向的平行线将 粒子的投影面外接时平行线间的距离。

Krummbein 径：定方向最大径，即在一定方向上分割粒子投影面的最大长度。

Martin 径：定方向等分径，即一定方向的线将粒子投影面积等份分割时的长度。

2、等效粒径 等效粒径的定义：当一个不规则体粒子的某种物理行为或者物理参量与材质相同的某球 体相同或者近似时，我们把该球体的直径称为为此不规则粒子的某种等效粒径。

当参考的物理 行为或者物理参量不同时，测量同一个不规则体粒子可能会得到多个等效粒径值。

常见的等效方法有以下几种：光散射等效： 光波在传导过程中遇到障碍物颗粒会发生偏转， 光波偏转的角度跟颗粒的粒 径成反比关系。

粉体学基础粉体学基础⼀粉体概述1 粉体相关概念1.1 粉体粉体是⽆数固体粒⼦的集合体1.2 粒⼦在粉体中不能再分离的运动单元1.3 “粉”和“粒”通常≤100µm的粒⼦叫“粉”，容易产⽣粒⼦间的相互作⽤⽽流动性较差；> 100µm的粒⼦叫“粒”，较难产⽣粒⼦间的相互作⽤⽽流动性较好。

2 粉体的物理特征⾃然界中的物质可分为三种形态：⽓体、固体和液体，那么粉体属于哪种形态？粉体虽然具有与固体类似的抗变形能⼒，但不是固体粉体虽然具有与流体相似的流动性，但不是液体。

粉体虽然具有与⽓体相似的可压缩性，但不是⽓体。

它属于第四种物质形态3 粉体的性质3.1 ⼀般性质粉体的⼀般性质包括：粉体粒度（尺⼨、形状和粒度分布）、流动性、分散性及稳定性、填充性及吸湿性等等。

3.2 特殊性质当尺⼨处于亚微⽶级或纳⽶级时，粉体具有与普通粉体完全不同的特殊性质。

（1）表⾯效应纳⽶材料的表⾯效应是指纳⽶粒⼦的表⾯原⼦数与总原⼦数之⽐随粒径的变⼩⽽急剧增⼤后所引起的性质上的变化。

如图1所⽰。

超微粉体尺⼨⼩，⽐表⾯积⼤，位于表⾯的原⼦占有相当⼤的⽐例。

随着尺⼨减⼩，⽐表⾯积急剧增⼤，引起表⾯原⼦数迅速增加，增强了粒⼦的活性。

例如，尺⼨⼩于5 m的⾚磷在空⽓中能⾃燃，⽽某些纳⽶级的⾦属粉末在空⽓中也会燃烧。

随着颗粒尺⼨的量变，在⼀定的条件下会引起颗粒性质的质变。

由于颗粒尺⼨变⼩所引起的宏观物理性质的变化称为⼩尺⼨效应。

纳⽶颗粒尺⼨⼩，表⾯积⼤，在熔点，磁性，热阻，电学性能，光学性能，化学活性和催化性等都较⼤尺度颗粒发⽣了变化，产⽣⼀系列奇特的性质。

例如，⾦属纳⽶颗粒对光的吸收效果显著增加，并产⽣吸收峰的等离⼦共振频率偏移；出现磁有序态向磁⽆序态，超导相向正常相的转变。

（3）量⼦尺⼨效应各种元素原⼦具有特定的光谱线。

由⽆数的原⼦构成固体时，单独原⼦的能级就并合成能带，由于电⼦数⽬很多，能带中能级的间距很⼩，因此可以看作是连续的，从能带理论出发成功地解释了⼤块⾦属、半导体、绝缘体之间的联系与区别，对介于原⼦、分⼦与⼤块固体之间的超微颗粒⽽⾔，⼤块材料中连续的能带将分裂为分⽴的能级；能级间的间距随颗粒尺⼨减⼩⽽增⼤。

《药剂学》练习题库第十三章粉体学基础一、单项选择题1.下列哪项不属于几何学粒子径（）A.定方向径；B. 三轴径；C．比表面积等价径； D. 体积等价径。

2.下列关于药物吸湿性的说法有误的是（）A．水不溶性药物的混合物的吸湿性具有加和性；B. 根据E1der假说，水溶性药物混合物的CRH约等于各成分CRH的乘积，而与各成分的量无关；C. 一般药物的CRH越大，药物越易吸湿；D. 药物应贮存在湿度低于其CHR的环境下，以防吸湿。

3.粉体的密度可分根据所指的体积不同分为真密度、颗粒密度、松密度和振实密度等，这几种密度的大小顺序为（）A．真密度≥颗粒密度＞振实密度≥松密度 B. 真密度≥振实密度＞颗粒密度≥松密度C. 真密度≥颗粒密度＞松密度≥振实密度D. 真密度≥松密度≥颗粒密度＞振实密度5. 关于粉体润湿性的叙述正确的是（）A、粉体的润湿性与颗粒剂的崩解无关B、粉体的润湿性由接触角表示C、粉体的润湿性由休止角表示D、接触角小，粉体的润湿性差E、休止角小，粉体的润湿性差4. 下列关于休止角的正确表述为（）A、休止角越大，无聊的流动性越好B、休止角大于300，物料的流动性好C、休止角小于 300，物料的流动性好D、粒径大的物料休止角大E、粒子表面粗糙的物料休止角小6.CRH为评价散剂下列哪项性质的指标（）A、流动性B、吸湿性C、粘着性D、风化性E、聚集性7.当药物粉末本身（结晶水或吸附水）所产生的饱和蒸气压低于环境中水蒸气分压时产生（）A、风化B、水解C、吸湿D、降解E、异构化8.将CRH为78％的水杨酸钠50g与CRH为88％的苯甲酸30g混合，其混合物的CRH为（）A、69％B、73％C、80％D、83％E、85％9.在相对湿度为56％时，水不溶性药物的A与B的吸湿量分别为3g和2g，A与B混合后，若不发生反应，则混合物的吸湿量为（）A、8gB、6gC、5gD、2.8gE、1.5g10．粉体的基本性质不包括（）A．粉体的粒度与粒度分布B．粉体的比表面积C．粉体的重量D．粉体的密度E．粉体的润湿性11．关于粉体比表面积的叙述错误的是（）A．比表面积可以表征粉体粒子的粗细B．比表面积可以表征粉体的吸附能力C．粒子的表面积包括粒子的外表面积和内部的表面积D．粒子越小，粉体的比表面积越小E．测定比表面积的方法有气体吸附法12．关于粉体流动性的叙述正确的是（）A．粉体的流动性可用单一的指标来表示B．休止角是衡量粉体流动性的一个指标C．休止角越大，流动性越好D．粉体粒度越小，流动性越好E．粉体含水量越低，流动性越好13、休止角θ表示粉体的流动性时，一般认为满足生产流动性的需要，θ应为（）A.θ≤60°B.θ≤50°C.θ≤40°D.θ≤30°E.θ≤20°14、包括粉体本身孔隙和粒子间空隙在内的体积计算的密度为（）A.真密度B.松密度C.全空隙密度D.粒密度E.高压密度15、关于粉体的流动性叙述正确的是（）A.粉体休止角越小,流动性越差B.粉体流出速度越大, 流动性越好C.粉体粒径越小, 流动性越好D.添加细粉可以改善粉体流动性,所以必须大量添加细粉E.适当增加粒径可增加粒子表面自己能,改善粉体的流动性16、根据stock’s方程计算的粒径称为（）A.有效径B.径向径C.筛分径D.等价径E.体积等价径17、粉体质量除以不包括颗粒内外空隙的体积求得的密度是（）A.松密度B.堆密度C.真密度D.粒密度E.高压密度。

粉体学基础知识（一）粉体的基本概念粉体是指无数细小固体粒子的集合体，粉体学是研究粉体的基本性质及其应用的科学。

粒子是粉体运动的最小单元, 包括粉末（粒径小于lOOUm）和颗粒（粒径大于lOO^m）, 通常所说的“粉末”、“粉粒”或“颗粒”都属于粉体的范畴。

组成粉体的单元粒子可能是单体的结晶，称为一级粒子；也可能是多个单体粒子聚结在一起的粒子，称为二级粒子。

在制药行业中，常用的粒子大小范围为从药物原料粉的1M 到片剂的lOmmo物态有固体、液体、气体3种。

液体与气体具有流动性，而固体没有流动性；但把固体粉碎成颗粒的聚集体之后则具有与液体相类似的流动性，具有与气体相类似的压缩性，也具有固体的抗形变能力，所以有人把粉体列为“第四种物态” 来进行研究。

（二）粉体的特性1.粒子大小与测定粉体粒子大小是以粒子直径的微米数为单位来表示的。

粉体大部分不规则，代表粒径大小的方法有：几何学粒径、有效粒径、比表面积粒径等。

1. 1.几何学粒径是指用显微镜看到的实际长度的粒子径。

1.2.有效粒径用沉降法求得的粒子径，即以粒子具有球形粒子的同样沉降速度来求得。

该粒径根据Stokes方程计算所得，因此又称Stokes粒径。

1.3比表面积粒径用透过法和吸附法求得的粉体的单位表面积的比面积。

这种比表面积法是假定所有粒子都为球形求出的粒子径。

常用的粒径测定方法有：显微镜法、筛分法、沉降法、小孔透过法和激光衍射法等。

2.粒子形态粉体除了球形和立方形等规则而对称的形态外很难精确地描述粒子的形状。

因此，研究工作者用体积形态系数，比表面形态系数等术语来表示微粒形态。

3.粉体的比表面积粒子的比表面积的表示方法根据计算基准不同可分为体积比表面积Sv和重量比表面积Sw。

体积比表面积是单位体积粉体的表面积，重量比表面积是单位重量粉体的表面积。

4.粉体密度与孔隙率粉体密度为单位体积粉体的质量。

由于颗粒内部含有的空隙以及及颗粒堆积时颗粒间的空隙等，给粉体体积的测定带来麻烦。