The Evolution of Microstructure in Three-Component Granulation and Its Effect on Dissolution

The relationship between microstructure and dissolution rate of three-component granules was investigated. Granules were prepared by fluid bed granulation from sucrose spheres as model excipient, sodium chloride as model active ingredient, and polyethylene glycol (PEG) as in situ melt binder. A novel method for controlling the distribution of active ingredient within the granule was developed, based on suspending its particles in the binder prior to granulation. Granule microstructure was varied by systematically changing the NaCl particle size and the active/excipient ratio in granules. The dissolution rate of granules in water was measured by conductometry. A minimum was found in the functional dependence of dissolution time on NaCl fraction in the granule, in line with earlier computer simulations. The primary particle size was found to influence dissolution time in a nonlinear way depending on the fraction of available particle surface immersed in the binder. The intrinsic binder dissolution can therefore be rate-controlling if primary particles of the active ingredient are totally coated by binder. This was confirmed by comparing the dissolution times of granules prepared with PEGs of different molecular weight.     

焦煤用于镁基储氢粉体造粒的研究

用无烟煤作助磨剂(球磨减小镁的粒度),用焦煤作热成型的粘结剂,制得了具有一定粒度和机械强度的储氢材料.扫描电镜观测结果表明,储氢材料中的镁和无烟煤颗粒被受热时发生熔融的焦煤粘结了起来.X射线衍射测试结果表明,镁吸氢后成为四方晶系MgH2.当焦煤添加量为15％～25％、热处理温度为500～600℃时,制得耐磨强度较高的块状储氢材料.     

晶粒尺寸对304奥氏体不锈钢组织演变和性能的影响

研究了初始织构相近而晶粒尺寸不同的304奥氏体不锈钢在后续10%压缩变形和热处理过程中微观组织、力学和耐蚀性的变化。结果表明,具有相似织构而晶粒尺寸不同的样品变形热处理后其织构不同,粗晶在变形中织构的变化更大;织构相近时抗拉强度对晶粒尺寸的依赖较大;织构不同时,织构对硬度和抗拉强度的影响大于晶粒尺寸和微应变的影响;变形热处理后普通大角度晶界和晶内微应变的增大降低了试样的耐腐蚀性能;初始晶粒尺寸较小的试样在变形热处理后出现四种密排面平行于外表面的织构,其耐点蚀的性能更优。     

The Effect of the Wet Granulation Process on Drug Dissolution

Abstract

Wet granulation can be an important processing step for pharmaceutical solid dosage forms. In this investigation emphasis was directed towards the influence of a “simple” wet granulation process on drug release from granules and their resulting tablets. Direct compression blends of the same materials were used as controls. Binary mixtures containing a 5% level of either theophylline, hydrochlorothiazide or chlorpheniramine maleate in microcrystalline cellulose or lactose were granulated with water. Experimentally, the powders were dry blended in a planetary mixer, wet granulated, and subsequently wet milled and dried. No dry milling step was included. Granule characterization consisted of particle size, density, porosity, compression and dissolution testing. Dissolution results varied with the drug, as expected, and dissolution at 10 minutes ranged from 35 to 95 % release. In general, however, the results indicate that dissolution from granules and the corresponding direct compression blend are similar. Although differences in compressibility were observed in the systems studied, granulation was not found to be detrimental to drug release.     

集成过程分析技术和群体粒数衡算模拟的药物材料造粒过程决策支持系统

通过集成在线近红外光谱仪、实时图像采集与处理系统和群体粒数衡算模型,开发了高剪切湿法造粒过程的决策支持系统(Decision support system,DSS)。利用近红外光谱仪和图像系统实时测量多个过程变量和产品质量指标,包括粉体混合均匀度、颗粒粘合剂含量、粒径分布以及团聚、破裂行为等,能够快速确定过程操作空间。同时,由过程分析平台得到的信息经分析处理后输入工艺过程模型模块,用于估算和校准群体粒数衡算模型中的团聚和破裂速率常数,以此持续提高模型精度。另一方面,模型可以指导实验体系寻找最优操作空间。该决策支持系统成功应用到了以微晶纤维素和甘露醇为原料,3%聚乙烯吡咯烷酮水溶液为粘合剂的高剪切湿法造粒过程中,对两个粘合剂喷淋速率下的造粒过程进行监测。DSS认定粘合剂喷淋过程分为四个阶段:润湿期、成核期、快速生长期和慢速生长期。不同阶段之间的分界点与粘合剂喷淋速率有关。在较高喷淋速率下,颗粒进入成核期和快速生长期所需粘合剂较少,但是对颗粒最终粒径无明显影响。此外,通过近红外光谱测定混合均匀度,确定了粉体的混合终点。该DSS系统将基于过程分析技术的高效实验和过程模拟结合,可以快速确定操作空间以及颗粒的生长行为,实时提供大量数据用于持续提高模型精确度和稳健性,提高造粒过程的优化效率。     

粉石英细磨过程中的团聚现象

以粉石英为例，揭示了超细粉碎过程中特有的团聚现象．以大量实验数据和理论分析为基础，描述和论证了团聚现象的种种表现．具有普遍的意义。为在超细粉碎中合理选择工艺条件．有效控制粉碎极限和延缓粉碎平衡，推迟“逆粉碎”的出现提供了一定的参考依据，对推进粉体技术的发展具有一定的理论意义和实用价值。     

挤压角度对AgCuO复合材料组织演变的影响

研究了挤压角度对AgCuO复合材料组织变化的影响。通过试验结果与有限元模拟结果进行对比,进一步证实有限元模拟的真实性以及试验结果的准确性。结果表明:当两个立方CuO位置较近且周围没有单斜CuO时,立方CuO都从多边形变为直线形纤维;而当单斜与立方CuO位置较近时,立方CuO由多边形变为弯曲的纤维状,单斜CuO也发生了部分变形。此外,随着模具角度的增大,试样表面附近的CuO颗粒分散性逐渐增强,立方CuO纤维不断变细变长,而且立方CuO颗粒纤维化现象沿径向向内逐渐减少。试样所受应力不断增加,且最大应力出现在定径带入口附近;变形区作用范围不断减小,但应力却不断增加。     

碳化硼颗粒级配对硅反应结合碳化硼复合材料结构与性能的影响

本研究探讨了碳化硼原料颗粒尺寸对反应结合碳化硼复合材料相组成、结构与性能的影响。研究结果表明:颗粒级配可以使粉体堆积更加密实, 有效提高压制坯体的体积密度, 最终降低复合材料中游离Si的含量; 加入粗颗粒可减缓B₄C与Si的反应, 减少SiC相的生成; 当原料中粒径为3.5、14、28、45 μm的B₄C粉体按质量比为1.5 : 4 : 1.5 : 3配比时, 所制备的复合材料维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性和体积密度分别为(29±5) GPa、(320±32) MPa、(3.9±0.2) MPa·m^1/2和2.51 g/cm³。在制备复合材料过程中减缓B₄C与Si反应速度、减少游离Si的含量和缩小Si区域尺寸是其性能升高的主要原因。     

添加元素对Mg-3Si合金组织影响

采用扫描电镜、X射线衍射对合金组织进行观察,研究在Mg-3Si(质量分数/%,下同)合金陆续添加Zn,Nd,Gd,Y元素后微观组织演变规律。结果表明:Mg-3Si合金中Mg_2Si粒子具有初生和共晶两种明显不同的形貌;添加3%Zn元素后的Mg-3.0Si-3.0Zn合金中,初生Mg_2Si粒子粗化,共晶Mg_2Si粒子完全消失;在Mg-2.0Nd-3.0Zn-3.0Si合金中,Nd元素的加入能有效地细化初生Mg_2Si粒子并生成少量的Mg_(41)Nd_5粒子;继续添加Gd,Y元素后,在Mg-8.0Gd-4.0Y-2.0Nd-3.0Zn-3.0Si合金中的Gd_5Si_3和YSi等粒子急剧增加而Mg_2Si粒子含量大大减少。通过Thermo-Calc热力学软件的热力学计算表明:Gd_5Si_3,YSi的吉布斯自由能低,Gd,Y原子与Si更容易形成化合物。在Mg-8Gd-4Y-2Nd-3Zn-3Si合金中,Gd_5Si_3,YSi,Mg_2Si三种化合物的室温吉布斯自由能分别为-9.56×10~4,-8.72×10~4,-2.83×10~4J/mol,粒子的质量分数分别为8.07%,5.27%,1.40%。     

加热温度与保温时间对铝-硅镀层组织演变的影响

采用扫描电镜观察了钢板表面铝-硅镀层的微观组织,利用热模拟机研究了铝-硅镀层在不同加热温度和保温时间下镀层中合金层厚度的变化规律,利用辉光光谱仪测定了铁元素向合金层中的扩散规律.结果表明:热处理前镀层合金层组织由Fe2Al5二元金属间化合物和Fe2SiAl7三元金属间化合物组成,热处理后镀层合金层组织由Fe2SiAl2...     

膨胀玻化微珠的显微结构及其吸湿性能研究

膨胀珍珠岩因其高吸湿性而不宜用在气候潮湿地区的建筑物外保温工程中.以膨胀珍珠岩为参照,研究了旨在减少膨胀珍珠岩吸水吸湿性而开发的膨胀玻化微珠的微观结构和吸湿性能.研究结果表明,膨胀玻化微珠因其表层外壳易破碎而不完全呈闭孔状.膨胀玻化微珠与膨胀珍珠岩有相近的比表面积、孔容积及相似的等温吸湿曲线.但膨胀玻化微珠因其微孔数量略多于膨胀珍珠岩而呈现出略大的吸湿性和较快的吸湿速率.     

DMSO对纤维素在咪唑型离子液体中溶解性能的影响

本文通过向传统离子液体中添加助溶剂DMSO来增强离子液体对纤维素的溶解效果。系统研究了DMSO添加量对纤维素溶解性能的影响,结果表明50℃下随着DMSO添加量的增大,纤维素的溶解程度增加,当DMSO添加量为50%时溶解效果最佳。采用电导率测试研究了DMSO与离子液体的作用机理,并通过FT-IR、XRD、TGA、SEM以及力学性能测试等方法对添加不同量DMSO溶剂溶解再生后的纤维素膜进行了分析,结果表明添加DMSO后溶剂仍为纤维素的直接溶剂,溶解再生后纤维素晶型由Ⅰ转变为Ⅱ型,并且随着DMSO添加量的增加,溶剂对纤维素分子链及结晶区的破坏能力增大,从而导致再生纤维素结晶度、抗拉强度及聚合度相对纯离子液体再生的有所降低。     

冷喷涂WC-Co涂层的组织结构和性能研究

以微米WC-12Co、纳米WC-17Co和WC-23Co三种团聚烧结粉末为原料,进行冷喷涂沉积涂层实验,通过扫描电镜、X射线衍射仪分别分析了涂层的组织结构和相结构,运用压痕法测定了涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性,并通过销-盘磨损实验测定了涂层的耐磨损性能.实验表明,三种粉末所沉积的WC-Co涂层均具有致密的组织结构,涂层保持与原始粉末相同的相结构,黏结相Co由于强烈塑性变形发生了同素异构转变,涂层组织无传统层状结构,WC硬质相发生了局部流动和再分布.对于纳米WC-Co涂层,随着黏结相含量增加,涂层硬度和弹性模量降低、断裂韧性增加,相对于316L不锈钢,冷喷涂WC-Co涂层表现出了优异的耐磨损性能,涂层磨损失效机理主要为磨粒对涂层的切削作用.     

5083铝合金的热变形组织演变及晶粒度模型

通过等温压缩实验、光学显微镜与透射电镜研究了变形温度300~450℃、应变速率0.01~1s-1、真应变0.36~1.2范围内变形条件对5083铝合金热变形组织演变的影响。结果表明:升高热变形温度或降低应变速率均可促进5083铝合金的动态再结晶发生,使变形后5083铝合金位错密度降低,再结晶晶粒尺寸增大;随着应变量的增加,变形后合金的位错密度降低,动态再结晶程度增大。根据唯象理论的指数模型,利用线性回归方法建立了5083铝合金动态再结晶晶粒度模型,模型计算值与实测值吻合良好,平均相对误差仅为4.6%。     

黏结剂含量对喷雾造粒钼粉形貌和物理性能的影响

采用离心式喷雾干燥法对钼粉进行造粒,研究浆料黏结剂含量对造粒钼粉的形貌和松装密度的影响规律。结果表明:当浆料黏结剂质量分数小于2.2%时,造粒钼粉颗粒细小,多数呈破损状态,其松装密度随着黏结剂含量的增加而增大;当浆料黏结剂质量分数大于2.2%时,造粒钼粉颗粒球形度差,表面粗糙度大,其松装密度随着黏结剂含量的增加而减小。     

钛合金热变形机制及微观组织演变规律的研究进展

综述了当前国内外钛合金在热加工过程中的变形机制及微观组织演变规律方面的研究成果.主要讨论了α,α β和β钛合金在β区、α区或α β两相区热变形的流变曲线特征,应力指数和变形激活能参数,α相和β相的变形方式、再结晶和回复以及α β两相组织的球化等组织演变机制及规律.     

Effect of Amorphous Content on Dissolution Characteristics of Rifampicin

Rifampicin, one of the main first line anti-TB drugs, shows variable bioavailability in different marketed preparations and reasons cited include physiological, degradation, manufacturing/ processing, solid state, and bioavailability assessment procedure. Although the amorphous form of a drug is expected to exhibit higher solubility, the amorphous rifampicin has been reported to have a solubility disadvantage as compared to crystalline form II, which is used in marketed preparations. Amorphous form was generated and characterized by solid-state characterization techniques. Physical powder mixtures of form II with varying amounts of amorphous form were prepared, which were then subjected to solid-state characterization techniques and further evaluated for their dissolution behavior. Differential scanning calorimetry (DSC) scans show that area enclosed by integral of melting endotherm can be used for quantification of crystalline component, which can then be used to estimate amorphous content. No definite trend was evident in powder dissolution of mixtures that could implicate solubility difference of amorphous form. Intrinsic dissolution rate (IDR) results indicate that amorphous content has no effect on dissolution profiles of crystalline rifampicin.     

糖精对脉冲电沉积镍层结构及性能的影响

利用脉冲电沉积制备细晶镍镀层。研究了糖精对镍镀层的晶粒尺寸、表面形貌、晶体取向和硬度的影响。结果表明：加入糖精后,可获得晶粒尺寸小于30nm的镍镀层,晶体择优取向由（200）织构向（111）织构转变,镀层的耐蚀性得到提高;镀层的硬度与镍镀层的晶粒尺寸有关,晶粒尺寸较大时,服从Hall—Petch关系,晶粒尺寸较小时产生...     

电磁场作用下半固态合金熔体流动行为对凝固组织的影响

电磁场技术在半固态合金加工中的应用促进了制备工艺的开发和创新,也为获得高质量的半固态合金制品提供了保障。电磁场引起的半固态合金熔体流动状态和性质对合金元素传输、晶粒长大、温度场分布、凝固组织等均有重要影响。主要综述了电磁场对半固态合金流动行为的影响、数值模拟技术在解析半固态合金流动行为中的应用等方面的研究进展,并结合笔者的研究经历介绍了电磁场搅拌技术在半固态合金浆料制备中的应用、熔体流动对半固态合金凝固组织的影响,以及在半固态合金熔体流动特性研究中的新发现。在这些研究工作的基础上,着重综述了应用商业软件和数学建模对半固态合金熔体中电磁场作用引起的流动行为进行模拟、仿真所做的工作和取得的成果。最后,对电磁场技术在半固态合金加工中的应用以及电磁场作用下半固态合金熔体流动特性对半固态合金凝固组织影响的研究进展进行了总结,并对其发展前景和主要发展方向进行了展望。     

退火温度对GH3600合金箔材组织与性能的影响

目的 探究退火温度对GH3600镍基高温合金箔材微观组织及力学性能的影响。为制备综合性能良好的GH3600箔材提供参考。方法 将厚度为2 mm的铸态板材反复轧制退火得到组织均匀的0.3 mm厚度带材,再利用四辊冷轧机将带材轧制成厚度为0.1 mm和0.05 mm的箔材,然后将2种厚度箔材在950、1 000、1 050 ℃下保温1 h后空冷。通过金相观察、电子探针、EBSD检测及XRD分析来研究箔材的微观组织演变。通过拉伸实验检测箔材的室温拉伸性能。结果 随着变形程度的增大,轧制态箔材晶粒沿轧制方向被拉长得更加明显。在相同热处理参数下,0.05 mm退火态箔材晶粒尺寸更小。退火后,箔材晶粒发生了回复再结晶并析出了细小的碳化物。随着退火温度的升高,晶内碳化物逐渐减少,孪晶界比例增大,再结晶程度及晶粒尺寸增大。0.05 mm箔材在1 050 ℃退火时,其晶粒迅速粗化,在厚度方向上出现单层晶,导致箔材的抗拉强度及延伸率出现异常降低的现象,即“越小越弱”的尺寸效应。结论 适宜的热处理工艺有助于改善箔材的微观组织,进而提高其力学性能。0.05 mm箔材在950 ℃下退火1 h时,其延伸率为19.1%,屈服强度以及抗拉强度分别达到293 MPa和560 MPa,综合力学性能良好。