颗粒形貌影响流变学分析检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-28  

颗粒形貌作为影响材料流变学特性的关键因素,其表征与分析对材料研发、工艺优化及质量控制具有重要意义。本文围绕颗粒形貌与流变学参数的关联性,系统阐述检测项目、范围、标准及仪器,为材料性能评估提供技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

颗粒粒径分布:反映颗粒大小均匀性,直接影响体系粘度和流动性。采用激光衍射法检测,测量范围0.1μm-1000μm,体积平均粒径精度±2%。

颗粒球形度:量化颗粒接近理想球形的程度,影响堆积密度和剪切变稀行为。通过扫描电镜图像分析,范围0-1,单个颗粒球形度误差±0.05。

颗粒长径比:颗粒最长轴与最短轴的比值,决定浆料稳定性和沉积特性。基于图像二值化处理,范围1-20,测量精度±0.5。

表面粗糙度:颗粒表面微观不平度,影响颗粒间范德华力和润湿性。采用原子力显微镜测量,范围0.1nm-10μm,均方根粗糙度精度±5%。

颗粒孔隙率:颗粒内部孔隙体积占比,关联吸附能力和流变响应滞后性。通过压汞法测定,范围1%-99%,总体孔隙率误差±1%。

团聚指数:表征颗粒团聚体的离散程度,影响分散体系和粘弹性。利用动态光散射法计算,范围0-100%,团聚指数偏差±3%。

形貌分形维数:描述颗粒边缘复杂程度,用于流变本构模型拟合。通过图像分形算法分析,范围1-3,分形维数精度±0.1。

取向度:颗粒在加工过程中沿特定方向的排列比例,影响各向异性流变行为。采用X射线衍射极图分析,范围0%-100%,取向度误差±2%。

界面结合面积:颗粒间有效接触面积,关联屈服应力和蠕变恢复特性。结合原子力显微镜形貌重构与接触力学计算,范围0.1μm²-10mm²,面积测量误差±5%。

动态接触角:颗粒表面润湿性的时间依赖性参数,影响分散剂吸附效率和流变稳定性。使用接触角测量仪测量,范围0°-180°,接触角精度±1°。

检测范围

高分子聚合物粉体:用于注塑、3D打印的塑料颗粒,形貌影响熔体流动速率和制品收缩率。

陶瓷粉体:电子陶瓷、结构陶瓷原料,形貌决定烧结致密度和机械强度。

金属粉末:增材制造、粉末冶金的金属颗粒,形貌影响压制成型密度和烧结收缩率。

药用辅料:片剂、胶囊的填充剂与崩解剂,形貌关联溶出速率和制剂崩解时限。

化妆品原料:粉底、散粉的着色剂与体质颜料,形貌影响肤感滑爽度和分散稳定性。

锂电池材料:正负极活性物质与导电剂,形貌影响离子传输速率和倍率性能。

涂料油墨颜料:分散在水性/溶剂型介质中的着色颗粒,形貌决定成膜均匀性和光泽度

3D打印粉末:选择性激光烧结/熔化用金属或聚合物粉末,形貌影响层间结合强度和尺寸精度。

食品添加剂:调味剂、营养强化剂的功能颗粒,形貌关联口感细腻度和加工适应性。

环保材料:吸附剂、催化剂载体的多孔颗粒,形貌影响比表面积和污染物吸附效率。

检测标准

ASTM D4496-14:用电阻法测量粉末体积电阻率和表面电阻率的试验方法,适用于颗粒表面形貌对电导率影响的研究。

ISO 13320:2009:颗粒材料激光衍射法粒径分析的标准方法,规定粒径分布测量的仪器要求和数据处理规则。

GB/T 19627-2017:颗粒形貌分析扫描电子显微镜法,明确SEM在颗粒形貌观察中的制样、成像和参数测量要求。

ASTM D3401-19:用旋转流变仪测定粉末流动特性的标准试验方法,结合形貌参数建立流动模型。

ISO 9276-1:2019:颗粒尺寸分布表征的第1部分:图形表示法,规范粒径分布数据的可视化与解释方法。

GB/T 21649.1-2019:颗粒材料物理性能测试方法 第1部分:振实密度的测定,关联颗粒形貌与堆积紧密程度。

ASTM D2772-18:用筛分法测定颗粒材料粒度分布的标准试验方法,适用于粗颗粒(>45μm)的形貌辅助筛分分析。

ISO 14703:2016:扫描电子显微镜-能谱仪分析方法的通则,规定SEM-EDS在颗粒成分与形貌关联分析中的操作规范。

GB/T 31057.3-2018:颗粒材料 物理性能测试 第3部分:流动性指数的测定,结合形貌参数评估粉末流动能力。

ASTM D7891-19:用动态光散射法测定纳米颗粒粒径分布的标准试验方法,适用于亚微米级颗粒形貌与粒径的关联分析。

检测仪器

激光粒度分析仪:基于Mie散射理论,通过检测颗粒对激光的衍射光强分布计算粒径分布。配备液体循环分散系统,测量范围0.1μm-1000μm,体积平均粒径重复性≤2%,用于颗粒粒径分布检测。

扫描电子显微镜(SEM):采用高能电子束扫描样品表面,通过二次电子信号成像。分辨率可达1nm,放大倍数50-100000倍,用于观察颗粒微观形貌,分析球形度、长径比等参数。

原子力显微镜(AFM):利用微悬臂探针与样品表面的范德华力相互作用,获取三维表面形貌。横向分辨率0.1nm,纵向分辨率0.01nm,用于测量表面粗糙度和界面结合面积。

比表面积及孔隙度分析仪:采用容量法或重量法,通过氮气吸附/脱附等温线计算比表面积和孔隙结构。比表面积测量范围0.1m²/g-1000m²/g,孔隙率范围1%-99%,用于颗粒孔隙率检测。

流变仪联用系统:集成旋转流变仪与颗粒形貌分析模块,可实时监测剪切过程中颗粒取向和团聚变化。剪切速率范围0.001s⁻¹-1000s⁻¹,扭矩测量精度±0.1%,用于动态接触角和取向度的测定。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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