粒度分析的基本指南-2
粒子形状
不仅是粒度，构成粒子（constituent particle）的形状也能对微粒 物质的性能或处理产生显著影响。目前，多个行业中为了更好地理解产品和过程，不仅进行粒度测量，还进行粒形测量。以下是粒形重要的一些领域：
• 反应度及溶解度（例如：药物原料）
• 粉末的流动性和处理（例如：药物输送系统）
• 陶瓷烧结体特性（例如：陶瓷过滤器）
• 磨料效率（abrasive efficiency）（例如：SiC锯）
• 质感及触感（例如：食品成分）
特别是存在聚集体或初级颗粒的情况下，可以利用粒形来判断微粒物质的分散状态。
如何定义粒形？
粒子是复杂的三维物体，正如粒度测量一样，为了进行测量和数据分析，需要对粒子的描述进行适当简化。测量粒形时，成像技术（imaging technique）最为广泛应用，而通过该技术收集的数据是粒子轮廓的二维投影（projection）。利用简单几何计算法（simple geometrical calculations）的这些二维投影，可以计算出粒形参数。
粒子形态
利用相对简单的参数如长宽比（aspect ratio）可以分析粒子的整体形态特性。以下粒子的图像为例，长宽比可以简化如下：
长宽比= 宽度/长度
长宽比可以用来区分规则对称性粒子如球形或正方体，与沿一个轴方向具有不同尺寸的粒子如针状或椭圆形的粒子。
可以包括拉伸（elongation）和圆度（roundness）的其他形状参数用于分析粒子形态特性。
粒子轮廓(outline)
粒子的轮廓不仅能提供组分粒子的检测信息，还能提供表面粗糙度等特性的信息。 粒子 轮廓参数的计算中使用了凸包（convex hull）周长（perimeter）的概念。简而言之，如下图所示，凸表面周长是从粒子图像轮廓处的弹性带上虚拟扩展得到的。
一旦计算出凸包周长，则可以基于该周长定义凸度（convexity）或稳固性（solidity）等参数。
在此，
• 凸度(Convexity) = 凸表面周长/实际周长
• 稳固性(Solidity) = 由实际周长围起来的面积/由凸表面周长围起的面积
具有非常光滑轮廓的粒子会有接近1的凸度/稳固性值，而具有粗糙轮廓的粒子或聚集的初级粒子则会有较低的凸度/稳固性值。
通用形状参数
某些形状参数在捕获时会同时变化于粒子形状和轮廓上。
如果测量的物质性质会同时受到形态和轮廓的影响，监测这些参数可能会有用。最常使用的参数是圆形度(circularity)。在此，
• 圆形度* = 周长/等价面积圆的周长
*有时定义如下：
这里有时为了避免跟上述定义的混淆，会提及为HS圆形度。
圆形度常用于测量粒子距离完美球体(perfect sphere)有多接近，并且用于监测磨料粒子的磨损（abrasive particle wear）等特性。然而，由于表面粗糙度或物理形态中的任何变化或两者均可能引起任意的偏差，因此在数据解释时需要小心。
在某些应用中，圆形度可能非常有用，但并不适用于所有情况。迄今为止，还没有能用于所有场合的通用形状参数的定义。实际上，为每个特定的应用找到最合适的参数时，需要仔细考虑。
Zeta电位
Zeta电位是测量静电或电荷排斥（charge repulsion）或悬浮液中粒子彼此的引力（attraction）大小的尺度。
Zeta电位是已知影响分散稳定性（dispersion stability）的基本参数之一。
Zeta电位的测量帮助深入理解分散、聚集（aggregation）或絮凝（flocculation）原因，并可应用于改善分散、乳化（emulsion）及悬浮液（suspension）的配方。
引入新配方的速度是成功的关键。测量Zeta电位是减少候选配方数量的方式之一，因此，通过最小化检查时间和成本来缩短稳定性测试，从而改善保存期限（shelf life）。
在水处理（water treatment）中，通过监控Zeta电位测量来优化剂量控制，可以减少化学添加剂的成本。
Zeta电位测量在包括陶瓷、制药、医学、矿物加工（mineral processing）、电子设备及水处理在内的广泛行业中具有重要应用。
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