喷涂的过程是从存储设备中抽取精细粉体（通常是聚合物），将其流化后再通过带电喷嘴喷射到基质上。粉体能否有效、均质地流化变得十分关键。理想的状态下过程中细颗粒不会形成团聚物堵塞喷嘴或者影响单个颗粒充电，避免黏附于基质时形成团块。仓储设备中粉体能够顺畅流动也非常关键，粉体涡流也不会流化不良。

识别和量化工艺中与较好性能相关的粉体属性，优化新配方，节省时间和原材料成本，评估加工工艺的适用性，避免喷涂产品的浪费。

过程性能和产品质量的差异

选用三批用于电晕充电系统的聚合物样品。样品A在喷嘴流通性、基质粘附性上表现良好，样品B的表现尚可接受；而样品C则在这两方面的表现不佳，容易导致喷嘴堵塞，运输到干燥炉的过程中就从基质表面脱落。而粒径分析的结论表明，三批粉体具有相同的中值粒径和粒径分布，理论上三批样品都符合标准。

使用FT4粉体流变仪™对三批样品进行测试分析。在多项测试中都可以看出样品之间存在明显差异，对此也给出了合理解释，以便之后剔除不合格批次。

测试结果

动态测试
 

在三批样品中，样品A产生的基本流动能（BFE）和比流动能（SE）高，它们都表明该样品具有较大的粘性和机械互锁作用，有助于在基质上形成均匀涂层。然而样品C产生的BFE和SE低，无法达到形成均匀涂层所需的粘结作用，导致过早脱落。

可压性

在三批样品中，样品C的可压缩程度大，表明在强制流动的条件下倾向于压缩紧实，例如，从存储罐中抽取粉体传送入流化室的过程。可压性越强，越能形成团聚物，抑制了喷嘴的喷涂和充电操作。

透气性

样品A粉床压降小，透气性好，运输时，该样品的流动性好，并且一经流化，容易在气流中流动。样品C粉床压降大，透气性差，可能导致粉体流化不稳定，出现波动。

剪切盒测试

剪切盒测试中三批样品无明显的差异，剪切应力值接近，在2.5%的RSD范围内。可见此测试方法与加工性能缺少关联性，说明剪切测试时固结、低流动的环境无法说明流化操作中动态、充气时的行为。

结论

FT4使用多种方法测试三批粉体样品的差异，清晰、可重复地鉴别出了动态、可压性、透气性的差异，与加工性能也有良好的相关性。同时结果也表明由于所处应力和流动形式不同，单纯使用剪切盒测试难以表征该工艺下粉体的特性。在三批样品中，样品A的基本流动能、比流动能和透气性好，可压性低。这表明，要形成均匀的涂层，需要一定的粘性，但也会易于结团并且粉流不稳定，终也可能导致加工问题。样品C的基本流动能和透气性差，可压性大，运输到流化室时对压制敏感，形成团块堵塞喷嘴，导致充电不均。

可见粉体流动性并非材料的固有属性，不同批次的样品能够得到某些标准，但是使用多元表征手段，模拟特定的工艺中的流动能力。可见获得成功的产品，粉体原料需要与工艺条件完美配合。粘性粉体可能有助于涂层，但也可能导致结块堵塞。可见不能只依靠单一表征手段，因此需要借助FT4的多种测试手段区分不同批次间的差异，模拟单元操作，深入研究粉体对各种加工和环境条件的响应。

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麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司

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麦克仪器公司是提供材料表征解决方案的厂商，在密度、比表面积及孔隙度、粒度及粒形、粉体表征、催化剂表征及工艺开发等五个核心领域拥有仪器和应用技术。

麦克仪器公司成立于1962年，总部位于美国佐治亚州诺克罗斯，在拥有400多名员工。公司同时具备丰富的科学知识库和内部生产制造，为石油加工、石化产品和催化剂、食品和制药等多个行业，以及下一代材料例如石墨烯、MOF材料、纳米催化剂和沸石等表征提供高性能产品。公司设有Particle Testing Authority（PTA）实验室,可提供商业测试服务。

战略收购富瑞曼科技有限公司（Freeman Technology Ltd）和PID公司(PID Eng & Tech)，也反映公司一直致力于在粉体和催化等工业关键领域提供优化、集成的解决方案。