粉粒體通常是由固體物質聚（jù）集而成的集（jí）合（hé）體，其顯著特征在於單個固體顆（kē）粒的尺寸極小，範圍從幾納米到幾厘米不等。這（zhè）一特性使得（dé）顆粒能夠像液體一樣流動，從而便於操作;同時，也使得顆（kē）粒物質的混合、成型（xíng）及複合成為可能。然而，由（yóu）於顆粒（lì）的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（háng），但也可能導致顆粒相互粘結，從而喪失粉粒體的某（mǒu）些特性。
為了（le）評估粉粒體的這些特性和現象，首先需要測量構成粉粒體（tǐ）的各（gè）個顆粒的形態特征，如尺寸和（hé）形狀。接下來是評估顆粒本身的性質，包（bāo）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（tǐ）的特（tè）性進行測量（liàng），這類測量可分為幹燥狀（zhuàng）態下的粉粒（lì）體物理性質（zhì）評估，以及顆粒分散在溶液(尤其（qí）是（shì）水溶液中)或高濃度漿料（liào）中的特性評估。
在粉（fěn）粒體特性評估中，通常隻需要（yào）少量樣品，因此如何從待測粉粒體中采集（jí）適量的樣本是一項關鍵技術。為此，需要專門設計的設備和相應的測（cè）量技術。
此外，評估粉粒體的爆炸性、其在空氣輸送等過程中的空間濃度（dù）及運動速度，也是構建粉體工藝時所需的重要信息。再者，利用（yòng）超聲波（bō）或氣壓等手段將粉粒體分散（sàn）至適合測（cè）量的狀態，對於顆粒尺寸和形（xíng）狀（zhuàng）的測定（dìng）同樣至關重要。
日本同誌社大（dà）學名譽教授森（sēn）康維簡（jiǎn）要介紹了上述各項測量技術及其相關技術。
01 粒子直徑及粒子形狀的測量
用於測量（liàng）粒子大小並測定顆粒所屬粉體（tǐ）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液（yè）中的狀態下(濕法)進行測（cè）量的儀器;另（lìng）一類則是在將顆粒分散於氣流中或形成氣溶（róng）膠狀態(幹法)下（xià）進行測量的（de）儀器。由於顆粒通常並非完 美的球形，因此不同測（cè）量方法對“顆粒大小”的定義各不相同。
具體而言，測量儀器會根據測（cè）得的幾何參數、顆（kē）粒的運動速度或光學信息，將其（qí）換算為等效的球（qiú）體直徑（jìng）來定義顆粒粒徑，這種直徑被稱為顆粒的（de）“代表徑”或“等效徑”。此外，還有兩種（zhǒng）不同的測量方式：一種是統計相（xiàng）同大小顆粒的數量，另一種是（shì）測量顆粒的總（zǒng）質（zhì）量;前者稱為“基於數量”的測量方（fāng）法，後者稱（chēng）為“基於質量(體積)”的測量方法。因此，盡（jìn）管存在多種粒徑分布（bù）測量方法，但如果不同方法的（de）分布基準或代表徑不一致，在比較其（qí）測量結果時需格外（wài）謹（jǐn）慎。
代表性的粒徑分布測定方法（fǎ）
當顆粒粒徑（jìng）較大且可供測量的粉體數量較多時（shí），使（shǐ）用篩分法較為有（yǒu）效（xiào）。如果在生產過程中包（bāo）含篩（shāi）分步驟，該方法能夠直接提供與粉體（tǐ）質量相關（guān）的粒徑分布數據。若（ruò）同時需要評估顆粒形狀，可借助顯微鏡等具備圖像分析功（gōng）能的設備。近年來，得益於CCD相機和（hé）計算機性能的提升，市（shì）麵上出現了能夠結合（hé）其他測量技術(如電檢（jiǎn）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（liàng）粒徑的同時評估顆粒的分散狀態和（hé）形狀（zhuàng）。許多粒徑分布測量方法（fǎ）都遵循JIS或ISO標準，這些標準詳細規（guī）定了測（cè）量原理、使用注意事（shì）項以（yǐ）及（jí）測量結果的（de）不確定性評估方法。在使用粒（lì）徑分布測量儀器時，建議務必（bì）查（chá）閱相關（guān）標準內容。
02 粒子物理性質的測量
用於測（cè）量構成粉粒體的各個顆粒物理特性的設備中，用於評估顆粒密度的重要測量儀器堪稱粉體工藝設計與運行中不可或（huò）缺的工具（jù）。然而，由於顆粒內部可能存在（zài）空洞，表麵可能存在微孔，某些（xiē）測量方法（fǎ）可能無法檢測到這些結構（gòu），因（yīn）此其測量結果可能與物質的實際密度（dù）存在差異。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（xìng）密切相關。
顆粒的物理特性包括：力學（xué）強度特（tè）性(如（rú）硬度、彈（dàn）性模量、破壞強度等)、聲學特性（xìng）(顆（kē）粒間或（huò）顆粒與設備（bèi）壁碰撞產（chǎn）生的聲音特性，以（yǐ）及粉（fěn）粒體層中聲音的衰減特性)、光學特性(光、X射線、中子線等電磁（cí）波與顆粒的相互作用特性，具體表現為顆粒對電磁波的吸收與散射現象，以及顆粒（lì）的（de）折射率)、磁學特性(磁滯力、磁化特性、磁各向異性（xìng）)以及電學特性(介電特性（xìng）、電導特性、帶電特（tè）性)等（děng）。力學強度特性（xìng）和光學特性（xìng）有時會針對單個顆粒進行測量，但大多數物理特性都是以粉粒體整體為單位進行（háng）研究的。
在顆粒的（de）化學（xué）特性評（píng）估方麵，主要包括確定構成顆粒物質的成分、顆粒表麵的官能基（jī）團，以及顆粒的（de）結晶性和晶體（tǐ）結構。雖然某些化學特性也是針對（duì）單個顆（kē）粒進行研究（jiū）的，但通常更傾向於將它們作為粉粒體的整體（tǐ）特性來進行分析。
03 粒子表麵結構的測量
粉粒體的一個顯著特點是（shì）具有較大的表麵積，因此評估其表麵積非常重（chóng）要。通常，比表麵積是通過測量氮分子的吸附量來計算的，但此時粒子表麵組成（chéng）與（yǔ）吸附分子之間（jiān）的相互作用(即吸附強度)可能（néng）會成為影響測量結果的因素。為此，有時也會使用與（yǔ）氮（dàn）氣相比相互作用較弱（ruò）的稀有（yǒu）氣體作為吸（xī）附物質。通過將比表麵積的測量結果與（yǔ）相應的表麵結構模型相結合，可以估算出粉粒體表麵的孔徑分布（bù）。
在某些情況下，測量特定物質的吸附量同樣十分關鍵。例如，水始終存在於大氣中，而水的吸附特（tè）性會對粉粒體的流動狀（zhuàng）態產生顯著（zhe）影響。市麵上已經出現了專門用（yòng）於（yú）測量粉粒體在大氣中（zhōng）吸附水分量的儀器(即水（shuǐ）分計)。此外，還有一（yī）種測量方法：在粉粒體層表麵滴加液（yè）滴，通過測量液滴（dī）的（de）接觸（chù）角或（huò）液體的（de）滲透速度來評估其潤濕性能。
04 粉粒體特（tè）性
在大氣中或幹燥狀態下儲存的粉粒體的性質，能體現（xiàn）其自身（shēn）的特性，並且與粉粒體在各種工藝過程中的行為密切相（xiàng）關。例如，直接影響粉粒體堵塞現象的特性（xìng）包括流動性及安息角(即粉粒體自然堆積（jī）時的傾斜（xié）角（jiǎo）度)。填充特性(即堆積密度)同樣十分重要（yào）;尤其是通過振動（dòng）或敲擊等方式使粉粒體發生壓實後（hòu）的密度(稱為“敲擊堆積密度”)，也與堵塞現象（xiàng）密切相關。
此外，測量粉粒體的剪切強度特性及粘附力也很重要，因為這些參數有助於了（le）解在粉粒（lì）體堆積狀態下需要施加（jiā）多大的（de）力才能使其發（fā）生崩塌（tā）。此外，粉粒體對（duì）設備或（huò）容器壁的摩擦特性及磨損特性同樣需要了解，這對於選擇設備材料及確保使（shǐ）用安全性（xìng）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（zé）被（bèi）稱為漿料（liào）。表征這種（zhǒng）狀（zhuàng）態下（xià）粉（fěn）粒體（tǐ）特性的一個典型參數是ζ電（diàn）位(Zeta Potential)。ζ電位被用作判斷顆粒能否在（zài）溶液中保持分散（sàn）狀態，或（huò）者是否會發（fā）生（shēng）凝聚或分層現象(從而將高濃度懸浮液與低濃度懸浮液分離開的指標)。許多ζ電位測量儀器既可以用於濕（shī）法顆粒粒徑分布的（de）測定，也可以在同一設備上進（jìn）行相關測量。此外，還配（pèi）備了利用離心力等手段來快速、直接評估顆粒凝聚與分散特性（xìng）的（de）測量儀器。
漿料的粘（zhān）度和彈性(即流（liú）變特性)對於了解其動態行為至關重要。
06 采樣與縮分
在粉粒體測（cè）量中，所需的粉粒體（tǐ）量通常與實際（jì）存在的粉粒體總量相比微不足道（dào），因（yīn）此必須確保所采集的粉粒體能夠真實代表整（zhěng）體情況。這種采集操作被稱為（wéi）“采樣”。建議從流動狀態的粉粒體中進行采樣，因為從堆積狀態（tài）的粉粒體中（zhōng）獲（huò）取代表性樣本會較（jiào）為困難——當具有粒徑分（fèn）布（bù）的（de）粉粒體被放入容（róng）器中並（bìng）發生堆積時，容易產生顆粒偏析現象（xiàng）。也就是說，對於（yú）發生顆粒偏析的堆積物，需要從多個（gè）不同位置采集粉粒體並混合後作為代表性樣本，但很難確認這種混合樣（yàng）本是否滿足代表性樣本的要求。
如果獲得的代表性（xìng）樣本量超過了測量所需的量，就需要從中分出所需的量。這（zhè）一操作稱為（wéi）“縮分”，常（cháng）用的方法有圓錐四分（fèn）法，或（huò）者使用二（èr）分器、旋轉縮分器等設備。在此（cǐ）過（guò）程中，同樣需要注意避免顆粒偏析（xī）的發（fā）生，以確保獲（huò）得準確（què）的測量樣本。
對（duì）於分散在空氣中的氣溶膠顆（kē）粒，通常會使用能夠實現等速抽吸的裝置進行采樣，以獲得具有代表性的樣本（běn）。
07 其他
如果在對粉粒（lì）體進行粒徑測量時（shí）其仍處於凝聚狀態，那麽（me）將無法獲（huò）得準確的結果。因此，通常會使用一種稱為“分散機（jī）”的設備對（duì）粉粒體進（jìn）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(表麵活性劑)外，利（lì）用超聲波分散機（jī）或超聲波均質機進行分散處（chù）理效果（guǒ）顯著。
而對於幹法分散而（ér）言，很難實現完（wán）全均勻的狀態，因此（cǐ）更適宜在（zài）能夠再現粉體（tǐ）在加工過程（chéng）中實際狀態的情況下進（jìn）行粒徑（jìng）測量，此時多采用在線測量儀器。這類儀器（qì）有時（shí）也被（bèi）用於檢測粉（fěn）粒體在空氣輸（shū）送過程中的（de）濃度及移動速度。
此外，還存在著專門用於檢測粉粒體爆炸性的儀器。當粉粒體的粒徑小於（yú）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（měi）粉、鋁粉、煤炭等（děng）物質會爆炸（zhà），小麥粉等穀物類、糖粉以及軟木粉也（yě）同樣具有（yǒu）爆炸性。用於研究這些物質爆炸條（tiáo）件（jiàn）的試驗裝置屬於（yú）粉體特性評估設備，為粉體加（jiā）工過程（chéng）中的防火與防爆措施提供了不可或缺的信息。
