顆粒抗壓碎力檢測：關鍵檢測項目與方法解析

一、檢測項目分類

1. 單顆粒抗壓碎力測試

• 制藥（藥片、膠囊顆粒）
• 催化劑、陶瓷微球
• 高附加值材料的質量控制 檢測方法：
• 使用萬能材料試驗機（UTM）或專用顆粒強度儀，對單個顆粒施加垂直壓力直至破裂。
• 記錄最大載荷值（N或MPa）。 標準參考：
• ASTM D4179（顆粒抗壓強度測定）
• ISO 9026（化工顆粒強度測試）

2. 堆積顆粒抗壓碎力測試

• 礦石、肥料等散裝物料
• 粉末冶金原料
• 糧食顆粒儲存 檢測方法：
• 向裝有顆粒樣品的容器中施加遞增壓力，測量顆粒破碎率或體積變化。
• 計算臨界破碎壓力（kPa或MPa）。 標準參考：
• ISO 21899（散裝物料抗壓性測試）
• GB/T 5162（金屬粉末堆積密度與壓縮性）

3. 動態抗壓碎力測試

• 運輸過程中的振動測試
• 工業篩分設備的耐久性評估 檢測方法：
• 使用振動臺或沖擊試驗機，結合篩分法分析破碎顆粒的比例。
• 記錄破碎率隨時間/振動頻率的變化曲線。 標準參考：
• ASTM D6940（散裝固體動態抗壓測試）

4. 脆碎度測試（Friability Test）

• 制藥片劑（如藥片邊緣磨損）
• 糖衣顆粒或包衣微丸 檢測方法：
• 將顆粒放入脆碎度儀（如滾筒裝置），以設定轉速滾動后稱量質量損失。
• 計算脆碎度百分比（%）。 標準參考：
• USP <1216>（藥片脆碎度測試）

二、核心檢測參數

1. 極限抗壓強度（單位：N或MPa）
   • 顆粒破碎瞬間的最大壓力值。
2. 破碎率（單位：%）
   • 測試后粒徑小于初始值一定比例的顆粒占比。
3. 彈性模量（單位：MPa）
   • 反映顆粒在彈性變形階段的應力-應變關系。
4. 塑性變形閾值
   • 顆粒從彈性變形轉為不可逆塑形變形的臨界點。

三、檢測設備與標準選擇

1. 常用設備：
   • 萬能材料試驗機（UTM）
   • 顆粒強度分析儀（如CT3質構儀）
   • 脆碎度測試儀
   • 振動篩分機（結合動態測試）
2. 標準選擇依據：
   • 行業要求：制藥遵循USP/EP，化工參考ISO/ASTM。
   • 顆粒尺寸：微米級顆粒需使用顯微壓痕技術。
   • 應用場景：動態測試適用于長途運輸產品。

四、結果分析與應用

1. 質量控制：設定抗壓碎力閾值，剔除不合格批次。
2. 工藝優化：通過數據調整造粒壓力、黏合劑比例等參數。
3. 包裝設計：根據堆積抗壓數據選擇包裝承重等級。
4. 壽命預測：結合動態測試結果預估顆粒在供應鏈中的破損風險。

五、案例參考

• 制藥片劑：若脆碎度＞1%（USP標準），需優化壓片工藝或包衣配方。
• 催化劑顆粒：單顆粒強度＜5MPa可能導致反應器內過早粉化。
• 化肥顆粒：堆積抗壓碎力＜50kPa時，倉儲堆高需限制在3米以內。