中国粉体网讯 描述颗粒几何特征有两个基本参数，一个是颗粒的大小（粒度），另一个则是颗粒的形状。颗粒的形状是多种多样、千差万别的。
表1 颗粒形状的定义
颗粒的形状影响着粉体的一些重要的性质，如粉体的表面面积、流动性、堆积性、附着性、流体透过阻力、化学反应活性和填充材料的增强、增韧性等。因此，对粉体颗粒形状进行表征和测量就显得尤为重要。
表2 某些工业产品对粉体材料颗粒形状的要求
1.粉体颗粒形状的表征
定量评定颗粒的形状有两种观点：一种认为应该从测定数据中有可能恢复原来的颗粒的形状；另一种是颗粒的实际形状并不重要，而所需要的是用于以比较为目的的数字。这两种观点比较有代表性的方法分别是上世纪70年代由Schwarez等人提出的颗粒轮廓的Fourier展开法和工程中常采用的形状因子法。
Fourier展开法
Fourier展开法包括找出颗粒的轮廓和重心，从而建立极座标系统。
颗粒轮廓的方程式：
其中R(∅)表示颗粒轮廓在极角∅处的半径，n表示Fourier系数的阶数。
各阶Fourie系数An有一定的几何意义，特别是低阶系数表示出颗粒外形轮廓的主要特征。如：A0表示一个圆的平均半径，A1表示偏心度，A2表示椭圆度，A3表示三角度，A4表示正方度。更高阶系数反映了颗粒轮廓的更精细的图像特征，如表面粗糙度，活性等。
形状因子法
形状因子法是用某个量的数值来表征颗粒的形状。形状因子又分为形状系数和形状指数两种形式。
形状系数：形状系数是以颗粒几何参量的比例来表示颗粒与规则体的偏离程度。设颗粒的直径为D，体积为V，表面积为S，常用的几种颗粒的形状系数如表3所示。
表3颗粒形状系数
表中Carman形状系数φc是与颗粒层流动阻力有关的形状系数，被定义为：
形状指数：形状指数是以颗粒外截形体几何参量的无因次数组来表示颗粒的形状特征。颗粒的各种形状指数如表4所示。
表4颗粒的各种形状指数
2.粉体颗粒形状的测量
颗粒形状的测量方法有利用光的波动特性的直观成像法，比较法，以及光散射法等。
直观成像法非常形象直观，通常图像分析仪系统由光学显微镜(或电子显微镜)、CCD摄像机、图像卡、微型计算机等构成。显微镜法是测量亚微米颗粒粒径、粒度分布和颗粒形状的最基本方法。
运用图像法表征颗粒形状的仪器比较多，较好的供应商有丹东百特、英国马尔文、济南微纳、珠海欧美克、成都精新、丹东汇美科等。
BT-2800动态图像粒度粒形分析系统
来源：丹东百特仪器有限公司
分析原理
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比较法通过利用不同原理的粒度仪的测量径的差异来间接表征颗粒的形状。有人用沉降法和激光法测的颗粒粒径的比值表征颗粒的形状。
光散射法用来研究颗粒的形状起源于人们对于光散射法粒度仪普遍采用均匀球形颗粒模型的质疑。不同形状的颗粒有着不同的光散射谱，那么颗粒的光散射谱应该包含颗粒的形状信息。
基于光的散射理论的颗粒测量方法就叫做光散射法，光散射法是目前应用最广泛的一种测量方法，具有适用性广、粒径测量范围宽、测量速度快、准确性高、重复性好、仪器自动化和智能化程度高、所需物理参量少、能在线测量等优势，是目前使用最广泛的一种颗粒测量方法。
光散射测量颗粒的方法很多，分类方式也不尽一样，有动态光散射法、小角前向散射法、角散射法、激光全息测量法、全散射法等。其中，小角前向散射法又称为衍射散射法，它是各种散射式颗粒测量仪中应用最广泛，发展最为成熟的一种。
Sals小角激光散射图像仪
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运用光散射法表征颗粒的形状的深入研究虽然起步较晚，但近年来在国际上已蓬勃开展起来。
参考资料：
王清华.光散射法颗粒大小与形状分析
张传武.采用新型CMOS的光散射法颗粒测量研究
杨华明,陈德良.非金属矿物加工理论与基础
丹东百特仪器有限公司官网
（中国粉体网编辑整理/黑金）
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