粉末冶金第二章ppt課件

1、第二章第二章粉末的性能及其測(cè)定粉末的性能及其測(cè)定 Powder Characterizationg and testing第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定1.1.粉末粉末1 1粉末體粉末體 固態(tài)物質(zhì)按分散程度分為致密體、粉末體和膠體。固態(tài)物質(zhì)按分散程度分為致密體、粉末體和膠體。 固體致密體：一種晶粒的集合體。粒度固體致密體：一種晶粒的集合體。粒度1mm1mm 粉末粉末體：由大量顆粒及顆粒之間的空隙所構(gòu)粉末粉末體：由大量顆粒及顆粒之間的空隙所構(gòu)成的集合體。粒成的集合體。粒度介于度介于0.1 m1mm0.1 m1mm。特點(diǎn)是顆粒之間有空隙，且銜接面少，。特點(diǎn)是顆粒之間有空隙，且銜接

2、面少，面上的原子鍵不能構(gòu)成強(qiáng)的鍵力，沒(méi)有固定外形，具有與面上的原子鍵不能構(gòu)成強(qiáng)的鍵力，沒(méi)有固定外形，具有與液體類似的流動(dòng)性，但由于挪動(dòng)時(shí)有摩擦，流動(dòng)性有限。液體類似的流動(dòng)性，但由于挪動(dòng)時(shí)有摩擦，流動(dòng)性有限。 膠體：粒度膠體：粒度0.1 m0.1 m第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定2粉末顆粒粉末顆粒 粉末顆粒指粉末中能分開并獨(dú)立存在的最小實(shí)體。粉末顆粒指粉末中能分開并獨(dú)立存在的最小實(shí)體。 金屬粉末的一個(gè)金屬粉末的一個(gè)顆粒有多晶體由很多小晶粒組成和單晶體，詳細(xì)由消費(fèi)方法決議。顆粒有多晶體由很多小晶粒組成和單晶體，詳細(xì)由消費(fèi)方法決議。圖2-1顆粒表示圖a 單顆粒；b聚集顆粒二次顆粒c

3、 晶粒； a 一次顆粒第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定2.2.取樣取樣 粉末冶金消費(fèi)過(guò)程中，粉末以粉末冶金消費(fèi)過(guò)程中，粉末以kgkg或或t t來(lái)計(jì)量，而檢測(cè)所需樣品只需幾來(lái)計(jì)量，而檢測(cè)所需樣品只需幾g g或幾或幾mgmg，其性能要代表該批粉末的性能。，其性能要代表該批粉末的性能。 取樣規(guī)范：取樣規(guī)范： 國(guó)際：國(guó)際：ASTMASTMAmerican Standard of testing Manual)American Standard of testing Manual)規(guī)范規(guī)范 中國(guó)：中國(guó)：GB5314-85GB5314-85 取樣方法：取樣方法： a.a.如整批粉末裝在一個(gè)

4、大型容器中，并經(jīng)過(guò)一個(gè)孔口延續(xù)流出，從粉如整批粉末裝在一個(gè)大型容器中，并經(jīng)過(guò)一個(gè)孔口延續(xù)流出，從粉末流的橫截面上取末流的橫截面上取3 3次樣，一次在裝料容器裝滿一半時(shí)，第二次是大容器次樣，一次在裝料容器裝滿一半時(shí)，第二次是大容器中剩一半時(shí)，第三次是最后一個(gè)裝料容器一半滿時(shí)，將中剩一半時(shí)，第三次是最后一個(gè)裝料容器一半滿時(shí)，將3 3次樣品混合。次樣品混合。 b.b.按表按表2-12-1進(jìn)展進(jìn)展 c.Thievesc.Thieves儀器儀器第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定表2-1取樣參考表圖2-2插入式取樣器(a)松散粉末;(b)流動(dòng)粉末圖2-3分樣器第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉

5、末的性能及其測(cè)定3.3.化學(xué)檢驗(yàn)化學(xué)檢驗(yàn) 化學(xué)檢驗(yàn)是檢測(cè)粉末中金屬和雜質(zhì)的含量，采用四分法或滑化學(xué)檢驗(yàn)是檢測(cè)粉末中金屬和雜質(zhì)的含量，采用四分法或滑槽式分樣器槽式分樣器制樣后進(jìn)展，檢測(cè)執(zhí)行規(guī)范是：制樣后進(jìn)展，檢測(cè)執(zhí)行規(guī)范是： 國(guó)際：國(guó)際：ASTMASTMAmerican Standard of testing Manual)American Standard of testing Manual)規(guī)規(guī)范范 中國(guó)：中國(guó)：GB5314-85GB5314-85 雜質(zhì)來(lái)源：雜質(zhì)來(lái)源： a. a. 與主金屬結(jié)合構(gòu)成固溶體或化合物的金屬或非金屬；與主金屬結(jié)合構(gòu)成固溶體或化合物的金屬或非金屬； b. b. 機(jī)械

6、夾雜機(jī)械夾雜SiO2SiO2、Al2O3Al2O3、硅酸鹽、難熔金屬碳化物等、硅酸鹽、難熔金屬碳化物等酸不溶物；酸不溶物； c. c. 粉末外表吸附的氧、水蒸氣、氮、二氧化碳等；粉末外表吸附的氧、水蒸氣、氮、二氧化碳等； d. d. 制粉工藝帶入的雜質(zhì)氫、碳等。制粉工藝帶入的雜質(zhì)氫、碳等。第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定a.氫損測(cè)定 定義：把金屬粉末混合后，在氫氣流中煅燒足夠長(zhǎng)的時(shí)間，粉末中的氧被復(fù)原成水蒸氣，某些元素C、S與氫生成揮發(fā)性化合物與揮發(fā)金屬Zn、Cd、Pb)一同排出，然后測(cè)得金屬粉末質(zhì)量的損失。 此時(shí)的氫損值接近粉末中可測(cè)的氧含量。假設(shè)在實(shí)驗(yàn)條件下，還存在沒(méi)有被氫

7、復(fù)原的氧化物Al3O2、CaO等，那么氫損值低于實(shí)踐氧含量；假設(shè)存在與氫構(gòu)成揮發(fā)性化合物的元素C、S或存在揮發(fā)金屬Zn、Cd、Pb)時(shí)，那么氫損值高于實(shí)踐氧含量。煅燒時(shí)間： Fe粉100010501h；Cu粉875 0.5h第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定A粉末加燒舟的質(zhì)量；B煅燒后殘留物加燒舟的質(zhì)量； C燒舟的質(zhì)量。表2-2氫損實(shí)驗(yàn)的復(fù)原溫度和時(shí)間第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定b.b.滴定法滴定法 滴定法是在氫損法的根底上進(jìn)展了修正，該法防止測(cè)定滴定法是在氫損法的根底上進(jìn)展了修正，該法防止測(cè)定C C、S S或揮發(fā)或揮發(fā)金屬，只測(cè)加熱的氫氣流產(chǎn)生的水蒸氣量。金

8、屬，只測(cè)加熱的氫氣流產(chǎn)生的水蒸氣量。 測(cè)定過(guò)程：采用一個(gè)較小的、單獨(dú)用途的石墨坩堝，在測(cè)定過(guò)程：采用一個(gè)較小的、單獨(dú)用途的石墨坩堝，在20002000溫度溫度下下熔化樣品，并用惰性氣體維護(hù)，樣品中的氧以熔化樣品，并用惰性氣體維護(hù)，樣品中的氧以COCO方式釋放出來(lái)，用紅外方式釋放出來(lái)，用紅外線吸收法測(cè)定氧。或氧被轉(zhuǎn)換成線吸收法測(cè)定氧。或氧被轉(zhuǎn)換成CO2CO2，經(jīng)過(guò)熱導(dǎo)率差別來(lái)測(cè)定。，經(jīng)過(guò)熱導(dǎo)率差別來(lái)測(cè)定。c.c.酸不溶物法酸不溶物法 流程：試樣流程：試樣無(wú)機(jī)酸溶解無(wú)機(jī)酸溶解過(guò)濾不溶物沉淀過(guò)濾不溶物沉淀煅燒沉淀煅燒沉淀稱重稱重計(jì)算計(jì)算 酸不溶物含量不包括揮發(fā)的不溶物酸不溶物含量不包括揮發(fā)的不溶物

9、無(wú)機(jī)酸：不同粉末用不同酸鐵粉用鹽酸，銅粉用硝酸無(wú)機(jī)酸：不同粉末用不同酸鐵粉用鹽酸，銅粉用硝酸 不溶物：硅酸鹽、氧化鋁、泥土、難熔金屬等不溶物：硅酸鹽、氧化鋁、泥土、難熔金屬等 不溶物來(lái)源：原料、爐襯、燃料不溶物來(lái)源：原料、爐襯、燃料第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定4.4.粉末性能的測(cè)定粉末性能的測(cè)定 1 1粉末顆粒外形粉末顆粒外形 消費(fèi)方法不同，粉末外形不同。粉末外形分類執(zhí)行國(guó)際消費(fèi)方法不同，粉末外形不同。粉末外形分類執(zhí)行國(guó)際規(guī)范。規(guī)范。表2-3顆粒外形與消費(fèi)方法的關(guān)系第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定圖2-5粉末顆粒外形第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及

10、其測(cè)定圖2-5粉末顆粒外形第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定2 2粉末粒度粉末粒度 粒度：球形粉用直徑表示；粒度：球形粉用直徑表示； 不規(guī)那么形粉取決于丈量方法不規(guī)那么形粉取決于丈量方法 測(cè)定方法測(cè)定方法篩分析法篩分析法顯微篩分法顯微篩分法羅勒分析儀羅勒分析儀空氣粉塵粒度測(cè)定儀空氣粉塵粒度測(cè)定儀光和光和X X射線比濁測(cè)定儀射線比濁測(cè)定儀光遮蓋粒度測(cè)定儀光遮蓋粒度測(cè)定儀激光散射粒度測(cè)定儀激光散射粒度測(cè)定儀第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定a.篩分析法 粉末借助篩網(wǎng)的振動(dòng)經(jīng)過(guò)網(wǎng)孔，用篩網(wǎng)的孔定義粒度，如是針狀顆粒，直徑比網(wǎng)孔小，按長(zhǎng)度可經(jīng)過(guò)的網(wǎng)孔計(jì)算粒度。 篩分設(shè)備：震

11、篩機(jī)、實(shí)驗(yàn)篩 篩網(wǎng)目數(shù)： 其中a網(wǎng)孔尺寸；b絲徑。bam4 .25第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定b.b.沉降分析法沉降分析法 經(jīng)過(guò)丈量粉末顆粒在某一分散介質(zhì)中的沉降速度來(lái)定經(jīng)過(guò)丈量粉末顆粒在某一分散介質(zhì)中的沉降速度來(lái)定義粒度。球形和義粒度。球形和不規(guī)那么形粉末具有一樣的沉降速度，實(shí)踐上測(cè)的是平均粒不規(guī)那么形粉末具有一樣的沉降速度，實(shí)踐上測(cè)的是平均粒度。度。 式中：式中：vv沉降速度；沉降速度；d d 粉末顆粒直徑；粉末顆粒直徑； 粉末密度；粉末密度；F F 介質(zhì)密度；介質(zhì)密度； 介質(zhì)粘度。介質(zhì)粘度。218)(dgvF第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定c.沉降天平

12、法 天平一端的金屬吊盤吊在裝滿粉末懸浮液的玻璃沉降管中，同一粒徑的粉末從間隔 沉降盤為H的液面自在降落，經(jīng)過(guò)t1時(shí)間后，一切顆粒同時(shí)到達(dá)盤上，根據(jù)沉降公式可計(jì)算出粒徑。 式中h經(jīng)過(guò)時(shí)間t后顆粒運(yùn)動(dòng)間隔 。21210)()(thCD圖2-5沉降天平原理圖圖2-6一齊沉降法第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定d.比濁儀 丈量速度快，可測(cè)最細(xì)粒度0.1m，防止了天平法沉降盤的震動(dòng)缺陷。圖2-6比濁儀構(gòu)造表示圖第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定圖2-6比濁儀丈量粒度系統(tǒng)圖第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定比濁儀丈量原理：圖為三種顆粒相繼沉降的四種形狀，比濁儀丈量

13、原理：圖為三種顆粒相繼沉降的四種形狀，x為光透過(guò)的水為光透過(guò)的水準(zhǔn)準(zhǔn)面距液面的深度，透射光強(qiáng)度加強(qiáng)為面距液面的深度，透射光強(qiáng)度加強(qiáng)為I 。經(jīng)過(guò)時(shí)間。經(jīng)過(guò)時(shí)間t1后，形狀后，形狀a變到變到b，假假設(shè)設(shè)D1顆粒全部沉降到高度顆粒全部沉降到高度x以下，透射光強(qiáng)度從以下，透射光強(qiáng)度從Ia變?yōu)樽優(yōu)镮b，經(jīng)過(guò)時(shí)間，經(jīng)過(guò)時(shí)間t2后，后，D2顆粒全部沉降到顆粒全部沉降到x以下，透射光強(qiáng)度加強(qiáng)為以下，透射光強(qiáng)度加強(qiáng)為Ic，經(jīng)過(guò)時(shí)間，經(jīng)過(guò)時(shí)間t3后，三種后，三種顆顆粒全部沉降到粒全部沉降到x以下，透射光強(qiáng)度為以下，透射光強(qiáng)度為I0。根據(jù)以下公式可計(jì)算粒度。根據(jù)以下公式可計(jì)算粒度。式中式中I 。透過(guò)分散介質(zhì)的光強(qiáng)度

14、；透過(guò)分散介質(zhì)的光強(qiáng)度； Ia、 Ib、 Ic透過(guò)懸浮液形狀透過(guò)懸浮液形狀a、b、c時(shí)的光強(qiáng)度；時(shí)的光強(qiáng)度；q與顆粒的消光系數(shù)、外形因子和儀器常數(shù)有光的因子。與顆粒的消光系數(shù)、外形因子和儀器常數(shù)有光的因子。 圖2-6比濁儀丈量粒度原理圖2330lglgDqNIIc)(lglg2332222110DNDNDNqIIa)(lglg2332220DNDNqIIa第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定e.X e.X 光比濁儀光比濁儀 采用采用X X 光作為入射光源，可測(cè)光作為入射光源，可測(cè)0.11m0.11m細(xì)顆粒，防止了細(xì)顆粒組分細(xì)顆粒，防止了細(xì)顆粒組分的散射效應(yīng)，并可測(cè)得懸浮液的顆粒濃度

15、。的散射效應(yīng)，并可測(cè)得懸浮液的顆粒濃度。 丈量原理：設(shè)有一矩形沉降槽，其中懸浮液的顆粒濃度開場(chǎng)各處均丈量原理：設(shè)有一矩形沉降槽，其中懸浮液的顆粒濃度開場(chǎng)各處均勻，記作勻，記作x,0 x,0，經(jīng)過(guò)沉降時(shí)間，經(jīng)過(guò)沉降時(shí)間t t，在沉降高度，在沉降高度x x處，懸浮液的顆粒濃度處，懸浮液的顆粒濃度變?yōu)樽優(yōu)閤, tx, t，粒度小于，粒度小于DtDt的顆粒累積質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：的顆粒累積質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：%100)0 ,(lg),(lgxItxIPt第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定3粒度分布粒度分布 通常用粒徑表示粉末顆粒的大小稱為粒度，由于組成粉末體的無(wú)數(shù)通常用粒徑表示粉末顆粒的大小稱為粒度

16、，由于組成粉末體的無(wú)數(shù)粉末顆粒不屬于同一粒徑，因此，用不同粒徑的顆粒占全部粉末的百分粉末顆粒不屬于同一粒徑，因此，用不同粒徑的顆粒占全部粉末的百分含量來(lái)表示粉末大小情況，稱為粒度分布或粒度組成。含量來(lái)表示粉末大小情況，稱為粒度分布或粒度組成。 粒度指單顆粒而言，粒度分布那么指粉末體。粒度指單顆粒而言，粒度分布那么指粉末體。 頻度基準(zhǔn)：各級(jí)顆粒的個(gè)數(shù)百分率，頻度基準(zhǔn)：各級(jí)顆粒的個(gè)數(shù)百分率，f=n/n100% 個(gè)數(shù)頻度分布：以每一粒徑間隔內(nèi)的顆粒數(shù)占全部顆粒總數(shù)中的個(gè)數(shù)表個(gè)數(shù)頻度分布：以每一粒徑間隔內(nèi)的顆粒數(shù)占全部顆?？倲?shù)中的個(gè)數(shù)表 示示質(zhì)量頻度分布：以每一粒徑間隔內(nèi)的顆?？傎|(zhì)量占全部顆粒質(zhì)量總和

17、的質(zhì)量頻度分布：以每一粒徑間隔內(nèi)的顆?？傎|(zhì)量占全部顆粒質(zhì)量總和的 多少表示多少表示 第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定長(zhǎng)度頻度分布：以每一粒徑間隔內(nèi)的顆粒總長(zhǎng)度占全部顆粒長(zhǎng)度總和長(zhǎng)度頻度分布：以每一粒徑間隔內(nèi)的顆?？傞L(zhǎng)度占全部顆粒長(zhǎng)度總和 的多少表示的多少表示 面積頻度分布：以每一粒徑間隔內(nèi)的顆粒總面積占全部顆粒面積總和面積頻度分布：以每一粒徑間隔內(nèi)的顆?？偯娣e占全部顆粒面積總和 的多少表示的多少表示累積個(gè)數(shù)百分?jǐn)?shù)：包括某一級(jí)在內(nèi)的小于該級(jí)的顆粒數(shù)占全部粉末數(shù)的累積個(gè)數(shù)百分?jǐn)?shù)：包括某一級(jí)在內(nèi)的小于該級(jí)的顆粒數(shù)占全部粉末數(shù)的 百分含量百分含量累積質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：包括某一級(jí)在內(nèi)的小于該級(jí)

18、的顆?？傎|(zhì)量占全部粉末累積質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：包括某一級(jí)在內(nèi)的小于該級(jí)的顆?？傎|(zhì)量占全部粉末 質(zhì)量總和的百分含量質(zhì)量總和的百分含量第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定表2-5粒度分布統(tǒng)計(jì)計(jì)算表第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定頻度分布曲線：頻度分布曲線： 按顆粒數(shù)與顆粒頻度對(duì)平按顆粒數(shù)與顆粒頻度對(duì)平粒徑所作的粒度分布曲線粒徑所作的粒度分布曲線圖2-6頻度分布曲線第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定方框式分布圖：以各粒級(jí)間隔的橫坐標(biāo)長(zhǎng)為底邊；相應(yīng)的頻度%為高。圖2-6方框

19、式分布圖a電鏡d平=1.45m; b光學(xué)鏡d平=2.13m第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定“負(fù)累積分布曲線： 圖2-7所示，為按小于某一級(jí)包括該粒級(jí)的顆粒數(shù)百分含量進(jìn)展累計(jì)和作圖。“正累積分布曲線： 按大于某一級(jí)包括該粒級(jí)的顆粒數(shù)百分含量進(jìn)展累計(jì)和作圖，那么得到與圖2-7對(duì)稱的另一條曲線。圖2-7“負(fù)累積分布曲線第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定a.沉降天平法沉降天平法 天平一端的金屬吊盤在裝滿粉末懸浮液的玻璃沉降管中，天平一端的金屬吊盤在裝滿粉末懸浮液的玻璃沉降管中，粉末從不同高度以不同速度逐漸落在盤上，自動(dòng)機(jī)構(gòu)使天平隨時(shí)恢復(fù)粉末從不同高度以不同速度逐漸落在盤上

20、，自動(dòng)機(jī)構(gòu)使天平隨時(shí)恢復(fù)平衡。丈量并記錄沉降盤上粉末的累積質(zhì)量隨時(shí)間的變化，可計(jì)算粉平衡。丈量并記錄沉降盤上粉末的累積質(zhì)量隨時(shí)間的變化，可計(jì)算粉末的粒度組成。末的粒度組成。圖2-5沉降天平原理圖第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定 天平一端的金屬吊盤吊在裝滿粉末懸浮液的玻璃沉降管中。a同一粒徑的粉末從間隔 沉降盤為H的液面自在降落，經(jīng)過(guò)t1時(shí)間后，一切顆粒同時(shí)到達(dá)盤上。b)粉末有三種粒徑，沉降一樣高度H所需時(shí)間分別為t1 、t2 、t3，沉降的粉末質(zhì)量分別為w1、w2、w3。(c)粉末具有延續(xù)分布的粒徑，得到光滑曲線。圖2-6一齊沉降法第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)

21、定b.光掃描比濁法光掃描比濁法 丈量原理：在固定時(shí)間丈量原理：在固定時(shí)間t內(nèi)，假設(shè)測(cè)得沉降槽中不同高度的懸濁液濃度內(nèi)，假設(shè)測(cè)得沉降槽中不同高度的懸濁液濃度差，便可求出懸濁液中顆粒的粒度組成。差，便可求出懸濁液中顆粒的粒度組成。式中式中x沉降高度；沉降高度； Ht時(shí)間內(nèi)記錄紙走過(guò)的間隔時(shí)間內(nèi)記錄紙走過(guò)的間隔 。實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需由公式計(jì)算出最大沉降實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需由公式計(jì)算出最大沉降高度所對(duì)應(yīng)的最大粒度后，即可劃分高度所對(duì)應(yīng)的最大粒度后，即可劃分出粒度等級(jí)。出粒度等級(jí)。HtxD圖2-8光透過(guò)不同高度的懸浮液第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定c.陶析法陶析法 顆粒在流動(dòng)介質(zhì)氣體或液體中發(fā)生非自

22、然沉降而分級(jí)。氣體陶析顆粒在流動(dòng)介質(zhì)氣體或液體中發(fā)生非自然沉降而分級(jí)。氣體陶析即風(fēng)選，液體陶析稱為水力分級(jí)。即風(fēng)選，液體陶析稱為水力分級(jí)。陶析原理：流體逆著粉末向上運(yùn)動(dòng)，粉末按顆粒沉降速度大于或小于流陶析原理：流體逆著粉末向上運(yùn)動(dòng)，粉末按顆粒沉降速度大于或小于流體線速度而彼此分開。體線速度而彼此分開。圖2-9水力分級(jí)器原理1原液；2溢流細(xì)粉；3沉降區(qū)；4水；5分級(jí)區(qū)：6沉液粗粉第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定4粉末的比外表粉末的比外表 單位質(zhì)量粉末的外表積，即單位質(zhì)量粉末的外表積，即1kg或或1g粉末所具有的總外表積。粉末所具有的總外表積。 不同外形粉末比外表積不同，一樣平均直

23、徑的粉末分兩類計(jì)算：不同外形粉末比外表積不同，一樣平均直徑的粉末分兩類計(jì)算： a.球形粉末：球形粉末：b.不規(guī)那么形粉末：不規(guī)那么形粉末：c.知粉末粒度分布知粉末粒度分布:式中式中 外形因子；外形因子； d1、d2 粒度；粒度； W1、W2與與d對(duì)應(yīng)的粉末質(zhì)量；對(duì)應(yīng)的粉末質(zhì)量； Y1比最小粒度比最小粒度d1還小的顆粒累積質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；還小的顆粒累積質(zhì)量百分?jǐn)?shù)； 0比最小粒度比最小粒度d1還小的粉末的比外表。還小的粉末的比外表。d4106d4106 2 . 12 . 12 . 1600100221101mmdWdWdWY第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定 a.氣體吸附法氣體吸附法BE

24、T 利用氣體在固體外表的物理吸附測(cè)定物質(zhì)的比外表。利用氣體在固體外表的物理吸附測(cè)定物質(zhì)的比外表。吸附原理：丈量吸附在固體外表上氣體單分子層的質(zhì)量或體積，再由氣吸附原理：丈量吸附在固體外表上氣體單分子層的質(zhì)量或體積，再由氣 體分子的橫截面積計(jì)算體分子的橫截面積計(jì)算1g物質(zhì)的總外表積，即得物質(zhì)的總外表積，即得g比外表。比外表。 氣體吸附法測(cè)得的比外表既包括外外表，也包括內(nèi)部孔隙外表。氣體吸附法測(cè)得的比外表既包括外外表，也包括內(nèi)部孔隙外表。第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定圖2-10BET安裝原理1、2、3玻璃閥；4水銀壓力計(jì)；5試樣管；6低溫瓶液氮；7溫度計(jì)；8恒溫水套；9量氣球；1

25、0汞瓶 第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定b.透過(guò)法 液體透過(guò)法：適用于粗粉末或孔隙較大的多孔性固體； 氣體透過(guò)法：經(jīng)過(guò)丈量氣體透過(guò)粉末層床的透過(guò)率計(jì)算粉末比表面和平均粒度。氣體透過(guò)法測(cè)的是粉末的外外表，不包括內(nèi)部孔隙的表面，是測(cè)定粉末的重要工業(yè)方法。 透過(guò)率：在給定時(shí)間和壓力下，透過(guò)一定截面和厚度粉末床的氣體體積。比外表計(jì)算公式：式中P在厚度為L(zhǎng)的粉末床兩端的壓力差；g重力加速度； A粉末層橫截面積；孔隙度；Kc柯青常數(shù)； Q0單位時(shí)間經(jīng)過(guò)的流量；L粉末床厚度；流體粘度2020)1 (LQKPgASc第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定5松裝密度松裝密度 松裝密度指

26、粉末試樣自然地充溢規(guī)定的容器時(shí)，單位容積的粉末質(zhì)量。松裝密度指粉末試樣自然地充溢規(guī)定的容器時(shí)，單位容積的粉末質(zhì)量。 丈量方法：用手指堵住規(guī)范漏斗小孔，將粉末倒入其中，量杯容積為丈量方法：用手指堵住規(guī)范漏斗小孔，將粉末倒入其中，量杯容積為250.05cm3，粉末自在經(jīng)過(guò)漏斗的小孔流入量杯中，充溢量杯后刮，粉末自在經(jīng)過(guò)漏斗的小孔流入量杯中，充溢量杯后刮平，按公式計(jì)算松裝密度：平，按公式計(jì)算松裝密度：式中式中m粉末試樣質(zhì)量；粉末試樣質(zhì)量；V量杯容積量杯容積 25cm3。丈量安裝：霍爾流量計(jì)丈量安裝：霍爾流量計(jì)小孔孔徑：小孔孔徑：2.5mm或或5mm25mVm第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及

27、其測(cè)定圖2-9霍爾流量計(jì)圖2-9松裝密度丈量安裝適用于不能自在經(jīng)過(guò)5mm漏斗孔徑和用震動(dòng)漏斗法易改動(dòng)特性的粉末第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定圖2-9震動(dòng)漏斗安裝表示圖1漏斗；2滑塊；3定位塊；4量杯；5杯座；6調(diào)理螺釘；7底座；8開關(guān)；9震動(dòng)器支架；10震動(dòng)調(diào)理鈕；11震動(dòng)器震動(dòng)漏斗適用于不能自在流過(guò)5mm漏斗孔的金屬粉末第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定6振實(shí)密度振實(shí)密度 振實(shí)密度指將粉末裝入振動(dòng)容器中，在規(guī)定條件下經(jīng)過(guò)振實(shí)后所測(cè)振實(shí)密度指將粉末裝入振動(dòng)容器中，在規(guī)定條件下經(jīng)過(guò)振實(shí)后所測(cè)得的粉末密度。振實(shí)密度比松裝密度高得的粉末密度。振實(shí)密度比松裝密度高205

28、0%。丈量方法：將定量粉末裝入振動(dòng)容器中，在規(guī)定條件下進(jìn)展振動(dòng)，直到丈量方法：將定量粉末裝入振動(dòng)容器中，在規(guī)定條件下進(jìn)展振動(dòng)，直到粉末體積不能再小，測(cè)得粉末的振實(shí)體積，然后計(jì)算振實(shí)密度。粉末體積不能再小，測(cè)得粉末的振實(shí)體積，然后計(jì)算振實(shí)密度。式中式中m粉末質(zhì)量；粉末質(zhì)量；V粉末的振實(shí)體積。粉末的振實(shí)體積。Vm實(shí)第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定圖2-3振實(shí)密度丈量安裝表示圖1量筒；2量筒支座；3定向滑桿；4軸套；5凸輪；6砧板第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定6流動(dòng)性流動(dòng)性 粉末的流動(dòng)性指粉末的流動(dòng)性指50g粉末從規(guī)范流速漏斗流出所需的時(shí)間，單位為粉末從規(guī)范流速漏斗

29、流出所需的時(shí)間，單位為s/50g，其倒數(shù)是單位時(shí)間流出粉末的質(zhì)量，稱為流速。，其倒數(shù)是單位時(shí)間流出粉末的質(zhì)量，稱為流速。丈量方法：先用手堵住漏斗底部小孔，把稱量好的丈量方法：先用手堵住漏斗底部小孔，把稱量好的50g粉末倒入漏斗粉末倒入漏斗中，拿開手指粉末開場(chǎng)流出時(shí)計(jì)時(shí)，漏斗中粉末一流完，停頓計(jì)時(shí)，記中，拿開手指粉末開場(chǎng)流出時(shí)計(jì)時(shí)，漏斗中粉末一流完，停頓計(jì)時(shí)，記錄全部粉末流完的時(shí)間。延續(xù)測(cè)三次取其算術(shù)平均值即為粉末的流動(dòng)性。錄全部粉末流完的時(shí)間。延續(xù)測(cè)三次取其算術(shù)平均值即為粉末的流動(dòng)性。丈量安裝：同密度丈量丈量安裝：同密度丈量第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定7緊縮性緊縮性 緊縮性

30、指粉末在規(guī)定的壓制條件下被壓緊的才干；用規(guī)定的單位壓力緊縮性指粉末在規(guī)定的壓制條件下被壓緊的才干；用規(guī)定的單位壓力下粉末所能到達(dá)的坯塊密度表示，即：下粉末所能到達(dá)的坯塊密度表示，即：樣品壓模：硬質(zhì)合金樣品壓模：硬質(zhì)合金樣品尺寸：樣品尺寸： 的矩形或的矩形或1的圓棒的圓棒光滑方法：光滑方法： a.模壁光滑模壁光滑:用光滑劑擦涂模腔、上下模沖，或?qū)⒐饣瑒┳M模腔，再立用光滑劑擦涂模腔、上下模沖，或?qū)⒐饣瑒┳M模腔，再立即倒出，揮發(fā)后在模腔外表留下一層均勻的光滑劑薄膜；即倒出，揮發(fā)后在模腔外表留下一層均勻的光滑劑薄膜； b.粉末光滑：將光滑劑與粉末混合均勻后壓制。粉末光滑：將光滑劑與粉末混合均勻后壓

31、制。緊縮性測(cè)定：將粉末裝入規(guī)范的封鎖模具中，采用單軸雙向壓制，丈量坯塊緊縮性測(cè)定：將粉末裝入規(guī)范的封鎖模具中，采用單軸雙向壓制，丈量坯塊尺寸并稱其分量，即可計(jì)算出坯塊密度。尺寸并稱其分量，即可計(jì)算出坯塊密度。Vm壓2121411第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定8成形性成形性 成形性指粉末壓制后，坯塊堅(jiān)持原有外形的才干。用坯塊橫向斷裂強(qiáng)成形性指粉末壓制后，坯塊堅(jiān)持原有外形的才干。用坯塊橫向斷裂強(qiáng)度表示。度表示。 樣品尺寸：樣品尺寸： 成形性測(cè)定：將壓制好的樣品在特定條件下作橫向彎曲實(shí)驗(yàn)，樣品斷裂成形性測(cè)定：將壓制好的樣品在特定條件下作橫向彎曲實(shí)驗(yàn)，樣品斷裂時(shí)施加的力對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度，可根據(jù)公式計(jì)算：時(shí)施加的力對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度，可根據(jù)公式計(jì)算： 式中式中S坯塊強(qiáng)度；坯塊強(qiáng)度； P斷裂所需的力；斷裂所需的力； L夾具跨度；夾具跨度； t試樣厚度；試樣厚度；w試樣寬度。試樣寬度。4121411wtPLS223第二章粉末的性能及其測(cè)定第二章粉末的性能及其測(cè)定9尺寸變化尺寸變化 尺寸變化指粉末在壓制成形過(guò)程中發(fā)生的彈性后效和坯塊在燒結(jié)過(guò)程尺寸變化指粉末在壓制成形過(guò)程中發(fā)生的彈性后效