粒度分析的基本指南-2
颗粒形状
不仅粒度，组成颗粒（constituent particle）的形状也对微小颗粒物质的性能或加工有显著影响。目前，为了更好地了解产品及工艺，多个工业领域正在进行粒度及形状测量。形状重要的部分领域如下：
• 反应性及溶解度（例如：药品原料）
• 粉末的流动及处理（例如：药物传递系统）
• 陶瓷烧结体特性（例如：陶瓷过滤器）
• 磨料效率（例如：SiC圆锯）
• 质感及触感（例如：食品成分）
特别是在有聚集体或初级颗粒存在的情况下，可以利用形状判断微小颗粒物质的分散状态。
如何定义形状？
颗粒是复杂的三维物体，与粒度测量类似，有必要简化颗粒描述以使其测量和数据分析变得可行。在形状测量中，成像技术（imaging technique）最为广泛使用，利用这一技术获取的数据是颗粒轮廓的二维投影。通过简单几何计算，这些二维投影能够计算出形状参数。
颗粒形态
通过利用相对简单的参数如长宽比（aspect ratio），可以分析颗粒整体形状特征。以下颗粒的图片为例，长宽比可以简化为如下：
长宽比= 宽度/长度
通过长宽比可以区分具有规则对称性的颗粒如球形或立方体颗粒和沿某一径向有不同尺寸的颗粒如针状或椭圆形颗粒。
用于分析颗粒形态特征的其他形状参数还包括伸长率（elongation）和圆度（roundness）。
颗粒轮廓
颗粒轮廓不仅可以提供聚集体颗粒的检测，还可以提供类似表面粗糙度（surface roughness）的信息。为了计算颗粒轮廓参数，利用了一个被称为凸包（convex hull）周长的概念。简单来说，如下图所示，凸表面的周长是从颗粒图像轮廓周围展开的虚拟弹性带来计算的。
一旦计算出凸表面周长，可以基于该周长定义参数如凸性（convexity）或稳固性（solidity）。
这里，
• 凸性（Convexity） = 凸表面周长/实际周长
• 稳固性（Solidity） = 实际周长围成的区域/被凸表面周长围成的区域
具有非常光滑轮廓的颗粒会有接近于1的凸性/稳固性值，而具有粗糙轮廓的颗粒或聚集的初级颗粒则会有较低的凸性/稳固性值。
通用形状参数
某些形状参数的捕获会在颗粒形态和轮廓中都发生变化。
当颗粒性质既受形态又受轮廓影响时，对这些参数进行监测会很有用。最常用的参数是圆度（circularity）。在这里，
• 圆度* = 周长/具有等效面积的圆的周长
*这有时定义为：
这里，有时为了避免与上述定义的混淆，称为HS圆度。
&_nbsp;圆度常用于测量颗粒离完美球形的近似程度，也可以用于监测研磨颗粒磨损等特性。但是，由于表面粗糙度或物理形态的变化或两者皆有引起的变化，可能会出现任意偏差，因此在数据解释时须谨慎。
不同应用中，圆度可能非常有用，但并非所有情况都适用。迄今为止，还没有在所有情况下都适用的通用形状参数的定义。在实际中，需要仔细思考并决定最适合每种具体应用的参数。
Zeta电位
Zeta电位是衡量静电或电荷排斥（charge repulsion）或悬浮液（liquid suspension）中的颗粒之间的吸引大小的一个尺度。
Zeta电位被认为是影响分散稳定性（dispersion stability）的重要基础参数之一。
对Zeta电位的测量有助于深入了解分散、聚集（aggregation）或絮凝（flocculation）的原因，并可用于改善分散、乳液（emulsion）和悬浮液（suspension）的配方。
快速引入新配方是取得成功的关键。测量Zeta电位是减少候选配方数量的途径之一，这样不仅能提高保质期，还能通过减少测试时间和费用来加快稳定性测试。
在水处理（water treatment）中，通过监控Zeta电位测量剂量（dosage），可通过优化剂量控制来降低化学添加剂的成本。
Zeta电位测量在陶瓷、制药、医学、选矿（mineral processing）、电子及水处理等广泛的工业领域都是重要的应用领域。
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