隨著粉體材料應(yīng)用的不斷深化，粉體材料性能的一致性與工程可控性，正成為材料研發(fā)、制造與應(yīng)用過程的共同關(guān)注焦點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，除了容易量化的顯性指標(biāo)，一些難以直接測(cè)量的隱性指標(biāo)對(duì)粉體使用效果影響重大。粉體隱性參數(shù)往往與工藝適配性高度相關(guān)，但常被忽視于材料說明書之外。當(dāng)前，精準(zhǔn)而多維的材料表征手段，正逐步成為推動(dòng)產(chǎn)品開發(fā)與工藝優(yōu)化的關(guān)鍵力量。

在本期粉體圈·粉體工業(yè)萬里行走訪中，我們來到碼科泰克（上海）探傷設(shè)備有限公司（下稱碼科泰克），作為無損檢測(cè)領(lǐng)域的資深企業(yè)，碼科泰克通過收購專注于粉體物性測(cè)量解決方案的nanoseeds公司，成功切入粉體測(cè)試領(lǐng)域，并逐步建立起一套覆蓋粉體微觀結(jié)構(gòu)（單個(gè)粒子）與宏觀行為（大量粒子集合體-粉體）的綜合測(cè)試體系，為粉體材料的為粉體材料的產(chǎn)品開發(fā)、性能驗(yàn)證及工藝優(yōu)化提供了系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)支撐。

萬里行團(tuán)隊(duì)與碼科泰克技術(shù)顧問島田泰拓（左二）、營業(yè)部經(jīng)理李毅鳴（左三）合影

一、核心產(chǎn)品

針對(duì)中國市場(chǎng)，碼科泰克布局三大核心測(cè)試方向，覆蓋粉體在以下典型性能維度的表征需求：

1、粉體（單顆粒）強(qiáng)度測(cè)定

在許多應(yīng)用場(chǎng)景中，粉體并非只是靜態(tài)地呈現(xiàn)出某種“堆積狀態(tài)”，而是在成型、破碎、流動(dòng)、混合、包覆等一系列加工環(huán)節(jié)中，始終承受著不同形式的機(jī)械應(yīng)力。這些應(yīng)力不僅影響顆粒之間的協(xié)同作用，更可能導(dǎo)致顆粒本身發(fā)生破碎、變形，從而改變粉體的分布、堆積密度及最終性能。尤其在精密制造日益普及的當(dāng)下，單顆粒強(qiáng)度的精確評(píng)估，已成為粉體材料研發(fā)與工藝設(shè)計(jì)中不可或缺的關(guān)鍵參數(shù)之一，對(duì)預(yù)測(cè)其破碎行為、優(yōu)化造粒工藝、提升成品一致性具有重要指導(dǎo)價(jià)值。

碼科泰克所提供的顆粒強(qiáng)度測(cè)定系統(tǒng)，采用獨(dú)創(chuàng)的專利加載與探測(cè)技術(shù)，最低可實(shí)現(xiàn)10nN級(jí)別的加載控制，突破了傳統(tǒng)設(shè)備在微粒子測(cè)定方面的精度瓶頸。該系統(tǒng)適用于粒徑大于3μm的顆粒，可精確獲取其破碎力與破裂模式。測(cè)試過程中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示力-位移曲線和破裂波形圖像，并同步錄制全過程視頻，可為顆粒行為研究與材料優(yōu)化提供直觀、可量化的多維數(shù)據(jù)支持。如下是粒子強(qiáng)度測(cè)定設(shè)備的操作說明及應(yīng)用場(chǎng)景：

應(yīng)用場(chǎng)景：

粒子破碎力的測(cè)定；

聚集粒子的凝聚力的測(cè)定；

不同溫度下粒子強(qiáng)度變化的測(cè)定；

粉體材料的品質(zhì)管理；

顆粒表面處理后的強(qiáng)度測(cè)定；

2、粉體層剪切力測(cè)定

在實(shí)際工藝中，粉體會(huì)以堆積層狀態(tài)存在于料倉、模腔或壓實(shí)床層中。“粉體層剪切力”正是評(píng)估這類粉體層在受壓、受剪狀態(tài)下的抗剪阻力，反映其內(nèi)部顆粒之間的摩擦力、粘結(jié)力及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。這一指標(biāo)不僅關(guān)系到物料的流動(dòng)性、填充性和脫模性，也是衡量粉體與工藝環(huán)境適配性的核心參數(shù)。

碼科泰克的剪切力測(cè)定設(shè)備具備以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：極低樣品量需求，最小僅需1mL，即可開展可靠測(cè)試；測(cè)量單元可加熱控溫，模擬實(shí)際工況下粉體行為，提升數(shù)據(jù)適用性；一次測(cè)試采集多維數(shù)據(jù)，包括剪切力、摩擦特性等；基板材質(zhì)可定制，支持模擬不同料倉或模腔壁材質(zhì)，增強(qiáng)工藝匹配度。如下是粉體層剪切力測(cè)定設(shè)備的的操作說明及應(yīng)用場(chǎng)景

應(yīng)用場(chǎng)景：

填充性/應(yīng)力緩解評(píng)估：通過粉層在受壓或受剪過程中的形變響應(yīng)，評(píng)估其適應(yīng)不同壓實(shí)或填充環(huán)境的能力。

粉體-平面間的附著性與摩擦性評(píng)估：可模擬粉體與模壁、料倉壁等接觸面的行為，預(yù)測(cè)是否會(huì)粘結(jié)、掛料或出料不暢。

批次間差異性評(píng)估：對(duì)比不同批次原料在剪切過程中的力學(xué)響應(yīng)，幫助分析來料穩(wěn)定性和工藝窗口。

3、摩擦帶電測(cè)試

粉體在管道、容器、投料系統(tǒng)流動(dòng)時(shí)，容易因摩擦或分離接觸而帶電；積累的靜電可能導(dǎo)致物料吸附、分層、團(tuán)聚甚至放電起火等問題；通過帶電測(cè)試，可以預(yù)測(cè)并預(yù)防此類安全隱患與工藝異常。摩擦帶電測(cè)試在電池材料中的碳材料（如導(dǎo)電碳黑、碳納米管、石墨等）是一個(gè)非常有代表性的應(yīng)用場(chǎng)景，它對(duì)漿料均勻性、極片涂布質(zhì)量以及最終電池性能都有重要。

二、應(yīng)用案例

截至2024年6月，nanoseeds 已廣泛服務(wù)于400多個(gè)專利項(xiàng)目，其先進(jìn)的粉體物性測(cè)試解決方案被廣泛應(yīng)用于多個(gè)高性能粉體材料領(lǐng)域，包括但不限于電池材料、3D打印、粉末冶金、制藥與化妝品等。通過對(duì)顆粒強(qiáng)度、流動(dòng)性、密度、附著力、均勻性等多個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)的定量測(cè)試，nanoseeds 為新材料的開發(fā)與工藝優(yōu)化提供了精準(zhǔn)可靠的數(shù)據(jù)支撐。

以固態(tài)電池為例，可先通過粉體強(qiáng)度檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行單顆粒的強(qiáng)度確認(rèn)，后經(jīng)過粉體摩擦檢測(cè)設(shè)備可以在指定壓力及溫度下分析出其壓實(shí)密度附著力等數(shù)據(jù)，深度還原工藝流程，填補(bǔ)在干/濕法電極制作工藝中的無物性標(biāo)準(zhǔn)的空白，完善工藝流程。

粉體物性測(cè)定使用客戶及其專利（部分）：

1、豐田中央研究所

專利JP7293901顆粒和防水層及其生產(chǎn)方法

通過粉體壓縮率數(shù)值測(cè)定粉體層（電極膜）的填充性。

2、村田制作所

專利JP7322846軟磁性材料及其粉末成形

通過應(yīng)力緩和率計(jì)算其滑動(dòng)率，測(cè)定相關(guān)粉體層的高密度化

3、TDK

專利JP7135377稀土磁鐵的制造方法。

為制造高密度磁鐵需要測(cè)定粉體材料的相關(guān)數(shù)據(jù)

4、三菱マテリアル電子化成(三菱材料電子化成）

專利JP5754580銦錫氧化物粉末（ITO粉末）

通過內(nèi)部摩擦力的提高，粉體間的密合性提高，膜強(qiáng)度改善

5、住友金屬礦業(yè)

專利JP5344099銀粉及其生產(chǎn)方法

當(dāng)粉體材料制成漿料時(shí)，為得到期望漿料內(nèi)部摩擦角等測(cè)量是必要條件

三、服務(wù)模式

在“粉體材料性能”日益成為產(chǎn)品開發(fā)瓶頸和工藝優(yōu)化關(guān)鍵的今天，碼科泰克以nanoseeds為橋梁，打通了從粉體微觀表征到宏觀工程響應(yīng)之間的關(guān)鍵通道。碼科泰克通過檢測(cè)服務(wù)、設(shè)備銷售與租賃、專家講解等多維度服務(wù)模式，不僅可為粉體材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)提供了“數(shù)據(jù)”，更提供了理解材料行為、優(yōu)化工藝路徑的“工具”與“思路”。從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線，粉體世界的復(fù)雜行為不再只是“經(jīng)驗(yàn)判斷”，而是可以被測(cè)量、被解讀、被優(yōu)化的工程對(duì)象。精準(zhǔn)的物性表征技術(shù)，正在協(xié)助越來越多的材料企業(yè)邁向高性能、高一致性、可控制造的新階段。

粉體工業(yè)萬里行