粉末冶金原理第2章 粉末的性能及其测定

粉末冶金原理粉末的性质及其测定

(4学时)2.1粉末及粉末性能2021.09.72.2粉末的取样2.3化学成份检验2.4物理性质测定2.5粉末工艺性能检测松装密度振实密度流动性压缩性成形性教学要求、重点与难点教学要求：1、了解粉末及粉末性能2、了解粉末的取样3、了解化学成份检验方法，掌握氢损氧含量测定方法4、掌握物理性质测定中粒度测定5、理解粉末工艺性能检测方法教学的重点氢损氧含量测定方法。粒度测定工艺性能检测方法粉末及粉末性能粉末：由大量颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。0.1m~1.0mm

颗粒的聚集状态：

单颗粒：一次颗粒：二次颗粒：聚集颗粒：团粒聚集絮凝体聚集

粉末及粉末性能单颗粒性能材料：晶体结构、理论密度、熔点、塑性、弹性、纯度、电磁性等；生产：颗粒大小、颗粒形状、密度、孔隙度、外表状态、显微结构、点阵、缺陷、颗粒内的气体含量、吸附气体量、外表氧化膜厚度、粉末活性等。颗粒形状与大小、平均颗粒大小粒度分布颗粒的密度和外表比外表显微结构和活性松装密度振实密度流动性压缩性化学性能金属含量和杂质含量。物理性能工艺性能粉末的取样取样标准GB5314-85粉末的取样取样数目容器中的取样：假设粉末深度大于取样管高度，那么取几个增量孔口连续流动的取样：时间间隔:开始后、过程中、结束前数目>3粉末的取样粉末的取样—分样称样：5g复原温度和时间结果计算氢复原减重的测定方法〔氢损〕特点：方法简便，重复性好。化学成份检验--氧含量的测定方法M1—舟皿质量M2—测定前质量M3—测定后质量物理性质测定—粒度测定粉末粒度及其分布的测定方法:一般用筛分析法〔＞44μm〕沉降分析法(0.5～100μm)气体透过法显微镜法超细粉末(＜0.5μm)用电子显微镜和X射线小角度散射法测定。激光分析仪物理性质测定—粒度测定筛分析法1、测定方法2、测定结果表示物理性质测定—粒度测定显微镜法1、测定方法2、测定结果表示刻度需校准物理性质测定—粒度测定沉降法1、原理：通过测定颗粒在流体介质中的沉降速度按斯托克斯公式来计算粒度。2、沉降法：重力沉降、离心沉降、比浊沉降、气体沉降。

沉降分析得到的粒度是颗粒的当量直径，即采用与测试颗粒具有相同沉降速度的理想圆球体的直径来表示被测颗粒的粒度。单位形状物理性质测定—粒度测定物理性质测定—粒度测定光度沉降法〔比浊法〕1、原理：可见光或X光光束透过粉末的悬浮液，由于颗粒对光的吸收、散射等效应，透过光强度的变化能反映悬浊液内粉末的粒度组成。

物理性质测定—粒度测定激光粒度测定原理：悬浮液中的微细颗粒受激光照射后产生衍射，以镜头系统聚焦，并在焦平面上形成与所测粉料粒度分布相关的光场，该光场以光电探测器检测，处理后即可换算出粒度分布数据式中,I()是以角散射的光强度;

是散射角度R是颗粒半径n(R)

是颗粒的粒径分布函数J1为第一型贝叶斯函数K=2/为激光的波长物理性质测定—粒度测定激光粒度测定物理性质测定—粒度测定淘析法1、原理：颗粒在流动介质中发生非自然沉降而分级。

物理性质测定—比外表积测定比外表积：单位质量所具有的总外表积克外表积：１克质量的粉末所具有的总外表积它由单颗粒性质和粉末性质共同决定。如粒度、吸附、溶解速度、烧结活性等。比外表积是代表粉末体粒度的一个单值参数，用比外表法测粉末的平均粒度称为单值法。测定方法通常有吸附法和透过法。吸附法和透过法比外表计算平均粒径并不一定反映颗粒的实际大小。物理性质测定—比外表积测定原理：测定吸附在固体外表的气体单分子层的质量或体积，再由气体的横截面积计算１g物质的总外表积。多分子层BET公式：式中，Ｄ为粒颗直径，m其他用cm,g,s制单位物理性质测定—比外表积测定工艺性能测定松装密度：指粉末试样自然地充填规定的容器时，单位体积内粉末的质量，单位为g／cm3。振实密度：指粉末试样在振实状态时，单位体积内粉末的质量，单位为g／cm3。流动性：50g粉末从标准的流速漏斗流出所需的时间，单位为s／50g，其倒数是单位时间内流出粉末的重量，俗称为流速。压缩性：代表粉末在压制过程中被压紧的能力，通常以在规定单位压力下粉末的压坯密度表示。成形性：指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，通常用粉末得以成形所需的最小单位压制力表示或用压坯强度来表示。工艺性能测定—松装密度取粉150cm3烘箱中保温1hr枯燥器中冷却粉末倒入漏斗直尺沿量杯口刮平称量松装密度取三次平均工艺性能测定—振实密度称量取粉烘干粉末倒入量筒振动2N次读数振实密度工艺性能测定—流动性取粉200g烘箱中保温1hr枯燥器中冷却取粉50g倒入漏斗记录粉末流光时间重复三次计算三次平均流出时间Ｔ粉末流动性〔s/50g)=TK式中Ｋ－漏斗修正系数漏斗出厂时测定标准漏斗是用150目金刚砂粉末，在40秒内流完50克来标定和校准的。工艺性能测定—压缩性模具清理润滑〔硬脂酸锌〕压制和脱模去除毛剌结果计算粉末压缩性〔g/cm3)三次平均工艺性能测定—压缩性在压制过程中，随着压力的增加，粉体的压坯密度增加、气孔率降低。人们对压力与压坯密度或气孔率的关系进行了大量的研究。已经提出许多压制压力与压坯密度的定量公式。工艺性能测定—成形性模具清理润滑〔硬脂酸锌〕压制和脱模断裂力P测定结果计算压坯强度S式中L—夹具支点跨距，mmt—试样厚度，mmW—试样宽度，mm粉末冶金结构材料性能检测--密度试样清洗除油枯燥，在空气中称重，M空外表涂覆，在空气中再次称重，Mf测量在水中的重量M水结果计算粉末冶金结构材料性能检测—开孔率称量清洗干净试样真空浸油浸油试样称重结果计算

开孔率〔体积百分数，%〕式中：M2—未含油试样在空气中的称重，gM3—含油试样在空气中的称重，g

2—浸渍用油密度，g/cm3V—试样的体积，cm3粉末冶金结构材料性能检测—硬度表观硬度微观硬度粉末冶金结构材料性能检测—径向压溃结果计算粉末冶金结构材料性能检测—拉伸强度GB7964粉末冶金结构材料性能检测—冲击韧性GB9096-88粉末冶金零件性能检测—静态强度粉末冶金零件性能检测—动态强度粉末冶金零