粉体颗粒物性

粉体的物理和化学特性如何全面表征？
粉体通常是指由大量的固体颗粒及颗粒间的空隙所构成的集合体。

组成粉体的最小单位或个体称为粉体颗粒。

粉体的重要特性可以分为四类：（1）物理特性，（2）化学成分，（3）相成分，（4）表面特性。

粉体的这些特性对坯体的颗粒堆积均匀性和烧结过程中的微观结构变化有很大的影响，下面就粉体特性的表征方法做简要概述。

 一、粉体粒度、粒度分布分析
 1、粉体颗粒粒度定义
 粉体一般由不同尺寸的颗粒组成，这些尺寸分布在某一范围内。

对不规则形状颗粒的尺寸定义有很多种，我们关注的一般是平均颗粒尺寸，根据定义不同有三种：线性平均粒径、表面平均粒径和体积平均粒径。

 颗粒形状对流动性和粉末堆积程度有一定影响，一般倾向于球形和等轴状粉末的使用，因为它们能提升固体的堆积同质性。

 表1不同颗粒尺寸名称及定义
 2、粉体粒度及粒度分布表征方法
 粉体粒度及粒度分布表征方法主要有：筛分法、显微分析法、沉积法、激光法、电子传感技术、X射线衍射法。

目前最常用的粒度分析方法是采用激光粒度分析仪。

 激光粒度分析仪
 粉体粒度测试方法对比表：
 二、粉体形貌分析
 表面形貌表征技术基于微观粒子（原子、离子、中子、电子等）之间的。

化妆品粉体的基本性质及功能彩妆按照分散技术不同，可分类为粉体(powder)彩妆、乳化彩妆、油分散彩妆。

粉体的作用是，为化妆品赋予色调，或构成产品的骨骼。

本文欲从粉体的基本特性着手，带大家了解使用在化妆品上的粉体的特性及功能、用于改善粉体的功能的表面处理方法。

1. 粉体的基本特性粉体(powder material)可以视为固体、液体、气体以外的第四性状。

粉体和固体一样拥有结晶性，与液体一样拥有流动性，与气体一样在不同的粒度（grain size/granularity）表现出飞散(free flowing)性。

粉体是多个固体微粒的集合体，粒子之间有一定的相互作用存在。

考虑一种粉体粒子的基本性质时，应区分粒子的大小、表面能量、表面构造、表面物性等因素。

如果按粒子大小分类可分为——广义的粉体：1 nm ~ 1 mm，狭义的粉体：< 50 um，微粉体：1 um ~ 50 um，超微粉体：10 nm ~ 1 um。

粉体以1um粒度为分界线，表现出的物理、化学性质有以下差异（见表1）。

粗大粒子(Macro particle)的特征——不凝集、流动性增加。

微粒子的特征——粒子的附着力增加，超过重力的影响而出现凝集。

粉体粒子的物理性质可分为粒子性质与粉体性质（见表2）2. 化妆品用粉体的特性化妆品用的粉体可以分为无机颜料(体质颜料、白色颜料、彩色颜料)、有机颜料、天然颜料、珠光颜料等等（详见表3）。

体质颜料：是构成骨骼的原料，以天然的粘土矿物如云母、滑石粉最具有代表性，另外还有高岭土(kaolin)、碳酸钙、碳酸镁等等。

有机颜料：以tar color为代表，可分为染料、色淀颜料、颜料等3个类别。

染料(Dye)：溶于水或者溶剂，具有染色功能的原料。

按照发色团的化学构造分类（水溶性染料、油溶性染料）。

颜料(Pigments)：色素自身构造不携带可溶性基，不溶于水、油、溶媒等。

按构造可分类为偶氮(Azo)系、靛蓝(indigo)系、酞花菁(Phthalocyanine)系颜料等。

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粉体物性测试振实密度休止角崩溃角流动性指数
粉体物性是粉体材料的基本特性，研究粉体物性对粉体生产、加工、包装、运输、储存、应用等具有重要的实际意义。

比如：
a.设计储料仓的锥度时要考虑休止角和崩溃角；
b.设计包装袋或包装桶时要考虑振实密度和松装密度；
c.在管路中用气体输送粉体时要考虑流动性指数和喷流性指数等等。

粉体物性有如此多的实际意义，对粉体物性的测试意义重大。

10.均齐度：均齐度是粒度分布的D60和D10的比值。

11.凝集度：凝集度是一种根据粉体在筛分时表现的特性，对于颗粒内应力的作出的解释性
测量的一个指标。

12.流动性指数：流动性指数是休止角、压缩度、平板角、均齐度、凝集度等项指数的加权
和。

流动性指数与压缩度有关。

13.喷流性指数：喷流性指数是流动性指数、崩溃角、差角、分散度等项指数的加权和。

粉体学基础知识一:粒径和粒度分布粉体学(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。

当某颗粒引起的光波偏转量等于某同质球体的偏转量时，我们认为该球直径即为该颗粒的光散射等效粒径。