工业粉体特性介绍

在这次采访中，Micromeritics仪器公司的组组长Jeff Kenvin博士和Freeman技术有限公司的运营总监Jamie Clayton先生向AZoM介绍了粉末特性，以及Freeman技术和Micromeritics在该领域的能力。

您能简单介绍一下Micromeritics和Freeman Technology以及两家公司之间的关系吗?

杰夫Kenvin (JK):Micromeritics Instrument Corporation为材料表征提供解决方案，重点关注五个核心领域：密度；表面积和孔隙率；颗粒大小和形状；粉末表征；和催化剂表征/工艺开发。公司成立于1962年，总部位于美国佐治亚州诺克罗斯；全球Micromeritics拥有300多名员工。2018年6月，我们收购了Freeman Technology，以加强我们在以下方面的产品：粉末特性是定义策略的一部分在工业关键领域提供独特、集成的分析解决方案。

杰米•克莱顿(JC):Freeman Technology，总部位于英国格洛斯特郡，专门从事测量粉末流动特性的系统，在粉体表征方面有近20年的经验。我们的旗舰产品是FT4粉末流变仪®，一个通用的粉末测试仪，提供敏感的，高度差异化的多方面散装粉末表征，在开发，配方，扩大和制造的粉末行为的优化和控制。

粉末特性的工业相关性是什么?在粉末处理或性能方面，哪些部门面临着特别严峻的挑战?

JC:据估计，大约80%的工业产品要么以粉末形式销售，要么在生产过程中以粉末形式处理。因此，粉体表征具有广泛的工业相关性，在面临的挑战中具有高度的共性。高性能产品的高效制造在很大程度上依赖于对这些关系的理解工艺和产品行为及相关粉体特性数据．

在环境温度至120°C的干燥环境中预处理后的赋形剂的表面积

制药行业举例说明了配方师面临的挑战，需要为非常不同的产品类型优化粉末性能。例如，在配方流入进料架时存在的低到中等应力条件下，以及在用于模具填充的强迫条件下，压片配方必须以相对较高的速率稳定流动。压缩特性影响压片机的性能和成品的稳定性。相比之下，对于干粉吸入器配方，雾化作用是确定的要求，粉末对空气的响应是至关重要的。的表面积例如，颗yabo214粒可以显著地影响散装粉末的行为，研究表明，这种特性如何随温度而急剧变化。最好的粉末试验方法提供的数据是合理的行为，在一系列非常不同的条件。

JK:添加剂制造（AM）等新行业为我们带来了新的粉末处理挑战，但即使在已建立的行业中，不断提高性能的驱动力也要求越来越先进的表征。例如，催化材料的创新有可能提高流化催化裂化（FCC）等基础工艺的效率和可持续性。对于FCC催化剂，散装粉末性质影响反应器和重整器中的流态化行为，但我们需要精确地表征和操纵颗粒性质，以控制反应物和催化剂在分子水平上的紧密接触。对于催化剂而言，表面积和孔隙率等特性定义了颗粒内的质量传递、反应物和产物在活性中心之间的转移程度以及反应过程中普遍存在的局部环境。当涉及到在选择性和营业额方面开创新局面时，优化这些亚博网站下载特性是至关重要的。

一种材料的综合孔径分布的统一方法。在本例中，分级多孔分子筛具有微、中、宏观孔隙度;统一的方法通过同时使用液体侵入和气体吸附数据提供了更好的孔隙度估计。

醇的程序升温表面反应(TPSR)可以用来演示异丙醇和丙烯的脱水过程，TPSR可以根据丙烯的产量提供催化活性位点的数量

当涉及到粉末表征时，Micromeritics和Freeman Technology产品如何结合在一起？

JK:如上所述，在优化粉末产品时，必须同时考虑颗粒和散装粉末的性能。Micromeritics和Freeman Technology在这方面是一个完美的配合，我们的大多数产品量化粒子属性…

JC:我们的重点是粉体特性，主要是粉体流动性，但也包括其他粉体特性，如压缩性、渗透性和堆积密度。

JK:我们提供仪器来表征颗粒的形状和性质，如颗粒大小、形状和密度，这些都会直接影响产品的性能。除此之外，我们还有可以探测粉末颗粒内部结构的系统，可以量化比表面积和孔隙度，这也可以定义性能。yabo214所有这些特性都可以有效地构成粉末产品规格的一部分，这取决于它们对产品性能的影响程度。它们也可能影响散装粉末的性能。

JC:例如，粉末的流动性通常与颗粒的大小和形状有关。较细的粉末往往比较粗的类似物更不自由流动;球形颗粒越多，其流动性能就越好。yabo214颗粒孔隙度和密度以及表面形貌也会直接影响流动性，从而影响颗粒-颗粒相互作用的强度。然而，流动性不能仅从颗粒特性预测，如所列变量的影响只能通过测量来量化。结果数据对于工艺优化或理解批量性能对产品性能的影响是至关重要的。Micromeritics和Freeman技术的结合，可以测量所有感兴趣的变量，生成所需的数据，自信地控制粉末性能。

你能举例说明颗粒特性如何定义粉末产品的性能和价值吗?

JK:AM用金属粉末的规格提供了一些有趣的例子，说明颗粒特性如何定义性能和价值。粉末床熔化和粘结剂喷射等AM工艺要求将粉末分散到只有几十微米厚的层中，并紧密地填充颗粒，这对成品组件的质量至关重要。在制造过程中，粒度和粒度分布影响粉末的堆积行为和熔化或烧结的速率。在这两方面，更yabo214细的颗粒都是可取的，粉末床熔化用的金属AM粉末的粒径规格通常在15 - 45 μ m区域。

颗粒形状也会影响充填行为和流动性，球形颗粒越多越好。yabo214较差的表面质量和卫星的存在会影响常规粒子的性能。yabo214在密度方面，首选的是完全致密的粉末，因为这些熔合形成一个完整的组成部分，控制良好的孔隙。比表面积数据可以用来说明烧结行为，在粘结剂喷射的情况下，可以用来说明粘结剂之间的相互作用。回收粉末对行业的可持续发展至关重要，因此对原始材料和回收材料的颗粒性能进行了严格的评估和比较。亚博网站下载

散装粉末的性能也能这样吗?

JC:从散装粉末性能的角度来看，AM粉末也是一个有趣的例子，特别是流动性。虽然从包装和烧结的角度来看yabo214，细颗粒是有利的，但生成的粉末会有较差的流动性能。低流动性与高效AM不兼容，后者依赖于在构建平台上平滑、一致的粉末流动。我们从我们的AM客户那里得到的反馈是，他们使用动态粉末流动性测量，以及如粒度等变量的规格，来成功地识别将在给定的机器上打印的粉末。例如，作为粘结剂喷射技术的领导者，ExOne在开发新的合格材料时，使用流动性测试来评估客户粉末、替代供应的适用性。亚博网站下载

改善细粉流动性的方法之一是通过制造过程对颗粒形状进行更严格的控制。有更多的球形金属粉末，流动性增强，但成本更高，因此能够确定是否需要这些粉末对盈利能力有直接影响。以类似的方式，流动性规范对于确定回收引起的粉末变化的影响非常有价值，从而支持制定优化的再利用策略。

如果你能给我一个关于粉末特性的建议会是什么?

JC:当涉及到粉末时，最重要的是要认识到它们不是天生的“好”或“坏”，而是不同地适用于特定的应用。例如，流化床工艺中使用的粉末涂料的最佳散装粉末特性将不同于用于压实的化妆品粉末。粉末由固体颗粒、气体（通常为空气）和液体（通常为低水平的水）组成，其行为由三相之间的相互作用决定。多面粉末测试产生的动态、剪切和体积特性捕捉了这种行为，并可与性能相关，以确定哪些特性对任何给定过程至关重要。因此，以这种方式测试粉末是制定散装粉末规格的有效方法。yabo214

JK:当你对粉末和颗粒有了明确的区分之后，你就会明白，每一种粉末产品都有一套独特的颗yabo214粒和散装粉末特性，这些特性最优地定义了其性能。我的建议是，在建立一个真正可靠的规范之前，先考虑一下产品的价值定义。我们可以用各种不同的方式来量化颗粒yabo214和粉末，但显然，它们对每个产品都不具有同样的洞察力或相关性。市场领导者往往是那些投入时间和精力来确定哪些参数定义业绩，并在两者之间建立相关性的人。这种理解为诸如流程优化和供应链管理等重要活动提供了一个安全的平台。

展望未来，Micromeritics和Freeman Technology有什么计划?

JC / JK:展望未来，我们现在处于一个独特的位置，可以探索颗粒特性和散装粉末行为之间的关系，这对我们来说是有趣和令人兴奋的，但更重要的是，对我们的客户来说是巨大的潜在利益。我们在许多关键领域拥有一流的技术，并拥有无与伦比的高度互补的应用专业知识。将这些东西结合在一起将使我们能够更快地学习，并增强我们向客户提供的综合服务。

关于杰夫·凯文医生

他获得宾夕法尼亚州费城德雷克塞尔大学(Drexel University)的化学工程学士学位。他在乔治亚州亚特兰大的乔治亚理工学院获得化学工程博士学位。

他的专业领域是多孔材料和催化剂的表征，使用物理和化学吸附和汞孔隙度法。亚博网站下载

Kenvin博士受雇于美孚研究开发公司，担任美孚润滑油-工艺和产品研究部的成员，同时管理涉及新加氢基础油商业化的研发项目。他是使用化学计量学定义基础油质量标准的革新者。这些化学计量学模型随后导致了用于表征成分和优化炼油厂润滑油操作的新技术的开发和实施，并且该技术已在所有美孚润滑油炼油厂成功实施。1994年，肯文博士因对美孚公司的贡献而获得产品部技术奖。

后来，作为Hoechst A.G.北美下一代工艺-聚合物集团的成员，他在佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)指导杠杆研究。他的研究包括工艺新技术的鉴定，低成本对苯二甲酸和新型单体的开发，以改善PET(聚酯对苯二甲酸酯)的性能，包括超酸催化甲苯羰基化的应用。

凯文博士被邀请在100多个研讨会上发表科学演讲，并定期参加粒子技术的短期课程。他还任职于国际顾问委员会，是ASTM D-32催化委员会的官员。

关于杰米·克莱顿

杰米·克莱顿(Jamie Clayton)是粉末特性公司Freeman Technology的运营总监，该公司总部位于英国图克斯伯里。他毕业于谢菲尔德大学(University of Sheffield)，获得控制工程学位，负责公司活动的整体管理，包括研发、生产、销售和客户支持团队。在他与公司的时间，杰米作为导师与几个学术团体，并是ASTM F42的积极成员。Jamie还定期为粉末流变学主题的会议和研讨会做出贡献，并与客户就公司技术的应用密切合作。