粉体学知识——精选推荐

关于粉体的基础知识（一）
喷雾干燥不仅是一项干燥工艺，而且，也是一种制备粉体的工艺方法。

粉体产品的后期分析与测试，也是验证喷雾干燥工艺过程是否合理的重要依据。

因此，喷物干燥工艺与粉体科学是密不可分的，下面就介绍一下关于粉体的一些基本概念。

一、什么是粉体
粉体是无数个细小颗粒的集合，它是固体物质的一种特殊形式。

通常，我们将粉体做如下分类：
近些年，关于纳米粉体(材料)的概念在国内外十分流行，其定义在各个领域也不完全一致。

广义的定义是指其颗粒三维尺寸中至少一维处于纳米尺寸时，即是纳米粉体（材料）。

但是如果从严格的材料物理学角度来说，通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸，都在100nm 以下。

因此，严格的定义，应是1nm~100nm之间的颗粒，才是真正意义的纳米粉体（材料）。

实验型喷雾干燥机所制备的粉体粒径范围，根据物料和工艺参数的不同，一般在1~50μm之间，通常最小可制备出1~3μm左右的颗粒。

如图（1）所示，是用L-117实验室微型喷雾干燥机所制备的粉体的电镜图片。

二、粉体的组成单元------颗粒
颗粒是具有一定尺寸和形状的微小物体，是组成粉体的单元。

其最基本的特征就是大小。

我们经常会提到一个颗粒的重要指标，那就是粒径，即直径。

这里我要强调，只有对于严格的球
形颗粒，才有真实的、唯一的直径。

而在喷雾干燥工艺中，由于物料和工艺参数的不同，产品形状各异，例如：实心球状、空心球状、圆盘状、碎裂状，以及无规则（表面塌陷、突起等）的近似球体等。

而对于非球形颗粒，则很难用单一的粒径参数来对其描述。

为了便于理解，我们以图（2）所示的一个圆柱体颗粒为例，介绍一下目前粒径的几种表示方式：
三、粉体的组成形式------颗粒群
由许多粒度分散、大小不连续的颗粒所组成的集合体，称为颗粒群。

喷雾干燥方法所制备的粉体，实际上就是一个庞大的颗粒群。

而在这些颗粒群中，除了对单一颗粒大小进行表述外，众多颗粒大小的均匀性如何，也是我们十分关注的指标。

如何表述粉体的粒度分布状况呢？我们通常会描述出一系列不同粒径颗粒分别占粉体总量的百分比，这就是粒度分布。

粒度分布常用曲线来表示，通常有累计分布曲线和频率分布曲线两种表述方式。

累计分布曲线表示小于（或大于）某粒径颗粒百分含量与该粒径的关系（图3）。

频率分布曲线表示各个粒径区间相对应的颗粒百分含量（图4）。

在实际工作中，我们经常会用到如下几个用来表征粉体的重要参数：
1．平均粒径：是通过对粒度分布加权平均得到的一个反映粉体平均粒度的一个量。

具体有重量平均径、体积平均径、面积平均径、个数平均径等。

2．众数粒径：是指颗粒出现最多的粒度值，即频率曲线的最高峰值。

3．D50：样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。

其物理意义是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%。

D50也叫中位粒径或中值粒径。

D50常用来表示粉体的平均粒度。

4．D97：样品的累计粒度分布数达到97%时所对应的粒径。

其物理意义是粒径小于它的颗粒占97%。

D97常用来表示粉体粗端的粒度指标。

D10、D90等参数与其同理。

一般为了描述粉体粒度的分布情况，通常要给出D50的值，如果需要更进一步了解粉体组成情况，还要提供D10和D90，有时甚至要知道D97或D98的具体数值。

喷雾干燥所制备的粉体，颗粒分布的均匀性都比较好，例如某缓释微球的喷雾干燥粉体，D50为4.83μm，这是他的中位粒径，而D90为6.58μm，D10为2.92μm。

它们分别表示颗粒的累计积分布率达到10%、50%、90%时的粒度值。

由此可说明，此粉体中的大部份颗粒是在2.92μm~6.58μm之间分布的。