粉體樣品通常由固體顆粒，顆粒間隙中空氣，以及顆粒表面或內部的水所組成。因此，單個顆粒即便與粉體樣品中固體顆粒的化學成分完全相同，其微觀物理和力學特性也與該宏觀粉體集合體不同。例如，粒度儀輸出的結果是樣品集合的粒徑分布，而非某個單個顆粒的粒徑；反之，圖像儀或電鏡觀測某單個顆粒同樣無法對樣品集合中的其它顆粒進行推導。

單個顆粒與粉體（Image from microvisionlabs）

問題

實際不僅包括顆粒的粒徑、形貌（圓度）、密度、表面粗糙度（比表面）等個體特性，還有顆粒間復雜的相互作用（如摩擦力、范德華力、電荷效應等）也會對粉體樣品的流動性和鋪展性等性能造成影響。而利用不同原理對粉體進行檢測分析的實驗室儀器因其關注點不同而相對片面，得出的結果很可能大相徑庭。例如，在休止角測試中關注粉體整體的內聚性和摩擦性能；剪切測試則側重于顆粒間的內摩擦和屈服強度。不同測試方法在衡量粉體流動性和鋪展性上存在巨大差異，甚至相互沖突，這對從事粉體檢測分析的實驗室人員造成了相當困擾。尤其對于黏性粉體（如活性材料、染料墨水、電子材料、電極漿料、生物醫藥等）來說，在混合、輸送、壓制以及存儲等諸多環節容易出現因流動性和鋪展性問題所導致的團聚、堵塞和浪費。

解題

為找到上述問題的解決方案，現任南京工業大學機械與動力工程學院副教授南文光，利用現有的商業化測量方法，并結合課題組近期發展的測試技術，對微米級氣霧化金屬粉末的宏觀力學性能和其單個顆粒的物理和力學特性進行了綜合性表征；還比較了粒度圖像分析儀與掃描電鏡的測量差異，并利用滑移法測量了顆粒的摩擦系數，利用跌落沖擊法測量了顆粒的黏附表面能。另外，他還利用球壓痕法、FT4流變儀、Schulze剪切儀、振動密度、靜態和動態休止角等方法綜合表征了粉體的宏觀力學性能。

定于12月26-28日，廣東珠海·暨南大學希爾頓花園酒店舉辦的“2024全國粉體檢測與表面修飾技術交流會（第八屆）”上，南文光副教授將分享題為“黏性粉體以及其單個顆粒的力學性能綜合表征技術研究”的報告，這有利于深入理解粉體物理機制，更好的指導材料開發、制備、質量控制等工作順利推進，解決工業制造業面臨的實際問題。

報告人簡介

南文光，畢業于西安交通大學動力工程多相流國家重點實驗室，曾在英國利茲大學Mojtaba Ghadiri院士課題組多次訪學并合作至今，現任南京工業大學機械與動力工程學院副教授。長期致力于顆粒多相流動力學和粉體技術以及其工程應用的數值模擬和實驗研究，承擔國家自然科學基金、國家重點研發子課題等多項國家縱向課題，已在Powder Technology等國際高水平期刊上獨立一作/通訊發表論文近30篇，引用次數近千次。

研究方向：顆粒多相流動力學；粉體測量與表征；數值模擬（包括DEM-CFD、Ab initio MD等）；機器/深度學習

珠海粉體檢測論壇會務組