粉末性能及其测定
粉末性能及其测定(20131208)
钢铁研究总院
化学成分测定
针对不同成分，有多种方法，包括传统的化学滴定法、燃烧 法、溶解法、荧光分析法、能谱分析法等。
杂质O含量测定：除库仑分析仪测定全氧含量外，还采用氢损法。广泛用 于铁、铜、钨、钼、镍、钴等粉末的生产。 ● 氢损值（可被H还原氧含量测定）：用氢还原，计算粉末还原前后的重 量变化。氢损值=（A-B）/（A-C）x 100% A—粉末（5克）加烧舟的质量；B—氢气中煅烧后残留物加烧舟的质量 ；C—烧舟的质量。（铁粉为1150℃*1h；铜粉为875℃*0.5h） 当粉末中存在不被氢还原的氧化物（ SiO2、Al2O3 、CaO），测量值低 于实际氧含量；当粉末中存在脱碳、脱硫反应及金属（Zn、Cd、Pb）挥发 时，测量值高于实际氧含量。测量范围，铜、铁粉为0.05%-3.0%；钨粉为 0.01%-0.5%(质量分数)。
首钢工学院2012级冶金技
Central Iron & Steel Research Institute
职业技能必修课《粉末冶
CISRI
粉末性能及其测定
陈飞雄
钢铁研究总院
粉末及其性能
钢铁研究总院
粉末颗粒的形状与大小
1、烟尘：0.01-1µ m(微米) 2、头发丝：15-75µ m(微米) 3、沙子： 0.1-3mm 4、粉末冶金中金属粉末的颗粒大于烟尘，小于 沙子，与头发丝同级别。 5、粉末颗粒形状从片状到球状变化
球形粉＞类球形＞不规则形＞树枝形
表面粗糙度：表面粗糙，松装密度小 粒度分布： ● 细粉比例增加，松装密度减小; ● 粗粉中加入适量的细粉，松装密度增大; ● 球形不锈钢粉 ： -100＋150（% ） 100 80 60 －325（%） 20 40 60 d松 4.9 5.2 4.8
粉末冶金检测标准
粉末冶金检测标准
粉末冶金是一种制备金属材料的方法，它涉及到粉末制备、混合、成型和烧结等工艺。
粉末冶金检测标准是为了保证制备材料的质量和性能，常见的粉末冶金检测标准有以下几个方面：
1. 粉末质量检测：包括粒度分析、表面积测定、杂质含量分析等。
这些测试可以用来评估粉末的颗粒大小和形状，以及可能存在的杂质。
2. 粉末成分检测：主要针对粉末中金属元素的含量进行分析，常见的检测方法有化学分析和光谱分析等。
3. 粉末性能测试：包括流动性、压实性、塑性等性能的评估。
这些测试可以确定粉末混合、成型和烧结过程中的材料流动性和工艺性能。
4. 成品材料测试：包括密度、硬度、抗拉强度等性能的评估。
这些测试可以确定粉末冶金制备的材料的最终性能，以及与标准要求的匹配程度。
以上仅列举了部分常见的粉末冶金检测标准，不同的材料和应用领域可能会有不同的标准要求。
具体的标准可通过相关的行业协会、国家标准和国际标准机构获得。
粉末检验项目判定标准
粉末检验项目判定标准
粉末检验项目判定标准主要包括以下几个方面:
1.外观质量:通过观察粉末涂料的外观，包括颜色、光泽度、平整度、粒度等，来判断其质量。
好的粉末涂料应该颜色鲜艳、光泽度高、平整度好、粒度均匀。
2.涂层性能:通过对粉末涂料涂层的附着力、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能进行测试，来判断其质量。
好的粉末涂料应该具有良好的涂层性能，能够保护被涂物的表面。
3.环保性能:通过检测粉末涂料的挥发性有机物(VOC) 含量、重金属含量等环保指标，来判断其环保性能。
好的粉末涂料应该具有低VOC 含量、低重金属含量等环保指标。
4.生产工艺:通过了解粉末涂料的生产工艺，包括原材料的选择.生产过程的控制等，来判断其质量。
好的粉末涂料应该采用优质的原材料，生产过程要严格控制，确保产品质量稳定。
这些标准可以帮助我们判断粉末涂料的质量，但实际应用中需要根据具体要求和实际情况灵活运用。
制定：审核：批准：。
粉末粒度测试实验报告
粉末粒度测试实验报告实验名称：粉末粒度测试实验目的：通过粉末粒度测试，确定材料颗粒的平均粒径及大小分布情况，为材料的应用提供数据支持。
实验原理：粉末的粒度是指颗粒的大小。
常用的粒度分析方法有筛分法、激光粒度分析法等。
本实验使用的是激光粒度分析仪进行测试。
该仪器通过激光照射粉末样品，测量散射光的强度和角度分布，从而获得粉末的粒径分布情况。
实验步骤：1. 准备实验材料：将待测试的粉末样品取出，并加以充分搅拌，使样品均匀。
2. 调节仪器参数：打开激光粒度分析仪，根据样品特性调节适当的激光功率、散射角度以及测量时间等参数。
3. 校正仪器：按照仪器说明书的要求，进行零点校正、灵敏度校正等操作，确保仪器的准确性和可靠性。
4. 测试样品：将经过搅拌的粉末样品加入样品盖板，放入仪器中，开始测试。
5. 数据分析：通过仪器自动计算和生成粒度分布曲线，并得出平均粒径等相关数据。
实验结果及数据分析：根据激光粒度分析仪的测试结果，得到了粉末样品的粒径分布曲线和平均粒径。
根据实验数据，可以分析得出以下结论：1. 粉末样品的平均粒径为Xμm，说明样品的颗粒大小较为均匀。
2. 样品的粒径分布曲线呈现正态分布或偏态分布等特点，说明样品中存在不同粒径的颗粒。
3. 可以通过对粒径分布曲线的分析，进一步得到样品中粒径较大颗粒和微粒的分布情况，为材料的应用提供指导。
实验讨论及误差分析：在进行粉末粒度测试时，可能会存在一定的误差源。
主要包括以下几个方面：1. 样品制备的不均匀性：如果样品制备不均匀，会导致在测量过程中产生偏差。
因此，在实验中需充分搅拌样品，以保证样品的均匀性。
2. 仪器误差：激光粒度分析仪本身存在一定的误差。
使用过程中，需要按照仪器说明书的要求，进行校正和操作，以减小仪器误差的影响。
3. 测量环境的影响：实验室的温度、湿度等因素也会对测试结果产生一定影响。
因此，在实验中需要控制好实验环境，尽量减小外界因素的干扰。
实验总结：通过粉末粒度测试，我们可以得到样品的平均粒径和粒径分布情况。
经典：粉末的性能与表征
37
粒度分布的函数表示
正态分布的分布函数可用下述数学式表示：
f(D P )2 1e x ( D P p 2 D 2 P ) 2 2 1e x ( D P p 2 D 2 5) 2 0
• 式中， D P为平均粒径，为分布的标准偏差
21
组数h的选取
• 当组数h取值过小，则数据的准确性降低； • h的取值过大，则数据的处理过程又过于冗
长）。
22
颗粒大小的频率分布
h
DP/m
nP
di/m f(DP)/%
1
1.0-2.0
5
1.5
1.67
2
2.0-3.0
9
2.5
3.00
3
3.0-4.0
11
3.5
3.67
4
4.0-5.0
28
4.5
9.33
得
D＝∑(nd)/∑n
33
实例2（自学）
若面颗积粒的群定的义质函量数为求m平1均, m粒2径, m？3, …, mn，试由比表
设每颗种粒颗群粒由的粒个径数为为d1n, 1d,2,nd2,3,n…3, ,…dn,的n集n，合密体度组为成，， 则n1=m1/(d13), n2=m2/(d23), n3=m3/(d33), …, nn=mn/(dn3)
34
测定量和定义函数相对应的平均粒径
测定量
定义函数
个长
(nd)
平均粒径
(nd ) n
全表面积
(6nd 2 )
(nd 2 ) n
颗粒数
n
全体积（全质量）
(nd 3 ), (nd 3 )
pe塑料粉末测定标准
pe塑料粉末测定标准
对于PE（聚乙烯）塑料粉末的测定标准通常包括一系列物理性能和化学性能的测试项目，以确保其质量和符合相关的标准要求。
以下是一些常见的PE塑料粉末测定标准：
1.密度测试：根据ASTMD792等标准进行密度测试，以确定PE塑料粉末的密度。
2.熔流率测试：根据ASTMD1238等标准进行熔流率测试，以确定PE塑料粉末的熔融流动性能。
3.粒径分析：通过粒径分析仪器，如激光粒度分析仪等，测定PE塑料粉末的粒径分布。
4.热性能测试：包括热重分析（TGA）、热差示扫描量热分析（DSC）等测试，以评估PE塑料粉末的热稳定性和热性能。
5.拉伸性能测试：根据ASTMD638等标准进行拉伸试验，以评估PE塑料粉末的拉伸强度、断裂伸长率等机械性能。
6.化学成分测试：通过化学分析方法，如红外光谱分析（FTIR）、核磁共振（NMR）等，确定PE塑料粉末的化学成分和结构。
7.颜色测试：通过色差仪等仪器，测定PE塑料粉末的颜色值和色差，以评估其色泽质量。
以上是一些常见的PE塑料粉末测定标准和测试项目，具体的标准和测试方法可能会根据应用领域、国家或地区的标准要求而有所不同。
在进行测试时，应根据实际需要选择适用的标准和测试方法，并确保测试过程符合相应的质量管理要求。
粉末冶金检测标准
粉末冶金是一种制造金属零件和材料的工艺，通常涉及将金属粉末压制成所需形状，然后通过加热、烧结或热处理来形成最终产品。
为确保质量和性能，粉末冶金材料和零件需要进行各种检测和测试。
以下是一些常见的粉末冶金检测标准和测试方法：
成分分析：分析金属粉末的化学成分，以确保其符合规定的合金成分要求。
这可以使用化学分析技术如光谱分析、X射线荧光光谱仪（XRF）或原子吸收光谱等来完成。
粉末颗粒大小分析：测量粉末颗粒的大小分布，通常使用激光粒度仪或筛分法来进行。
密度测定：测量粉末的密度，通常通过气体比重法或液体浸渍法来完成。
压缩性测试：测试粉末在加压过程中的行为，包括压缩强度和变形性能。
硬度测试：测量粉末的硬度，通常使用洛氏硬度测试或维氏硬度测试。
金相分析：观察金属粉末的微观结构，以检查颗粒的形状、尺寸和分布，以及任何不均匀性或缺陷。
热处理性能测试：测试粉末冶金零件在热处理过程中的性能，包括烧结、热处理和退火。
机械性能测试：测量粉末冶金零件的力学性能，包括拉伸强度、屈服强度、延伸性等。
表面质量检查：检查零件的表面质量，包括表面粗糙度、裂纹和其他缺陷。
化学稳定性测试：测试材料的化学稳定性，包括对腐蚀
和化学腐蚀的抵抗力。
这些检测和测试标准可能会根据具体的粉末冶金工艺、应用和所用材料而有所不同。
因此，具体的标准和测试方法应根据您的需求和项目来确定，并遵循相应的国际、国家或行业标准。
在进行粉末冶金材料和零件的质量控制和检测时，确保遵循适用的标准和最佳实践非常重要。
粉末的性能和检验
充填粉末进行成形时， 充填粉末进行成形时，粉末颗粒间的空隙 越小，制成的压坯质量越好，烧结也容易。 越小，制成的压坯质量越好，烧结也容易。所 以使各种粒度的粉末适当配合， 以使各种粒度的粉末适当配合，对生产优质粉 末制品是很重要的。 末制品是很重要的。粉末粒度的最佳配合随粉 末颗粒的形状、粉末的种类不同而变化。 末颗粒的形状、粉末的种类不同而变化。
粉末的流动性是指50g粉末从标准流速 粉末的流动性是指50g粉末从标准流速 50g 漏斗流出所需的时间，单位为s/50g s/50g。 漏斗流出所需的时间，单位为s/50g。 粉末流动的阻力是由粉末颗粒相互直 接或间接接触而阻碍其他颗粒自由运动引 起的。 起的。 粉末的湿度对流动性影响也很大， 粉末的湿度对流动性影响也很大，粉 末湿度大，流动性差。因此， 末湿度大，流动性差。因此，吸潮的粉末 应烘干。 应烘干。
压制性、压缩比和粉末坯压制强度
• 压制性和成形性，对于金属粉末，可以看作同义 压制性和成形性，对于金属粉末， 词。压制性一般表示为粉末经压制并脱出后压坯 的密度。粉末是在规定尺寸的封闭压模中， 的密度。粉末是在规定尺寸的封闭压模中，在规 定压力和规定条件下进行压制的。 定压力和规定条件下进行压制的。压制性是金属 粉末固有的材料特性的一个量度并广泛用于金属 粉末的质量控制检验。 粉末的质量控制检验。 • 压缩比定义为松散粉末体积与由这些粉末压戊的 压缩比定义为松散粉末体积与由这些粉末压戊的 压坯体积之比。 压坯体积之比。 • 压坯在生坯的情况下，必须具有足够的强度，以 压坯在生坯的情况下，必须具有足够的强度， 保证在从压机搬运到烧结炉的过程中不会发生磨 损和破裂。 损和破裂。
• 酸不溶物含量
测定酸不溶物含量试验中，在规定条件下， 测定酸不溶物含量试验中，在规定条件下，铁粉样品 用盐酸溶解，铜粉样品用硝酸溶解。 用盐酸溶解，铜粉样品用硝酸溶解。不溶物质可以 过滤出来，在炉中燃烧和称重。 过滤出来，在炉中燃烧和称重。
粉末冶金原理第2章 粉末的性能及其测定
Hale Waihona Puke 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、表面状态、显微结构、点阵、
I()10R2n(R)J12(K)R dR
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。
缺陷、颗粒内的气体含量、吸附气体量、表面氧化膜厚度、粉末活性等。
•化学性能 •物理性能
金属含量和杂质含量。
颗粒形状与大小、 平均颗粒大小 粒度分布 颗粒的密度和表面 比表面 显微结构和活性
•工艺性能
松装密度 振实密度 流动性
压缩性
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：若粉末深度大于取样管高度，则取几个增量
– 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
化学成份检验--氧含量的测定方法
• 氢还原减重的测定方法（氢损） 特点：方法简便，重复性好。
• 称样：5g • 还原温度和时间 • 结果计算
《粉体科学与工程基础》粉末的性能与表征
《粉体科学与工程基础》粉末的性能与表征一、研究背景粉末的性能对粉体的各种现象、材料的性能、以及相关的应用都有着很大的影响。
而粉末的性能包括：几何性能(粒度、比表面、孔径和形状等)；化学性能(化学成分、纯度、氧含量等)；粉体的力学特性(松装密度、流动性、成形性、压缩性、堆积角和剪切角等)；粉末的物理性能和表面特性(真密度、光泽、吸波性、表面活性;电位和磁性等)。
其中气力输送也是对粉末性能的重要应用之一。
气力输送过程中物料性能是确定输送特性的重要因素,因此,粉料气力输送技术的实现要以对粉料的性能研究为基础。
对影响气力输送的粉体基本性能及其相关参数做了较全面分析,其中粒子尺寸、粒径分布、形状是影响粉料是否可适用于气力输送的关键参数,其它特性都与这三种特性相关联。
因此通过对粉体基本性能的研究及其在气力输送中所表现出来的流动特性,建立粉体性能与气力输送特性参数的关系,对气力输送技术的进一步发展,更好地发挥该技术的优越性,具有十分重要的意义。
二、研究现状粒体性能包括粒子的尺寸、粒度分布、密度、形状、硬度、孔隙率、透气性等,其中粒子尺寸、粒径分布、形状是影响粉料是否可适用于浓相气力输送的关键参数。
2.1 粒子尺寸粒径又称为粒度,是用来表示粉体颗粒尺寸大小的几何参数,它是粉体诸性质中最重要和最基本的。
粒径的定义和表示方法由于颗粒的形状、大小和组成的不同而不同,同时又与颗粒的形成过程、测试方法和工业用途有密切联系[3]。
通常将粒径分为单个颗粒的单一粒径和颗粒群体的平均粒径。
如果粒子是球形的可直接使用其直径作粒径,但实际颗粒的形状都是不规则的,所以要引入当量直径,即把颗粒看成一个相当的球,将该球体的直径作为颗粒的粒径,由于相当的物理量不同,就有不同的粒径,一般可分为:等体积球当量径d v、等表面积球当量径d s、等比表面积球当量径d sv、等投影周长圆当量径d L、等投影面积球当量径d a、等沉降速度球当量径,又称为斯托克斯径d St。
粉末性能测定
（一）金属粉末松装密度的测定—漏斗法本方法仅适用于能自由流过孔径为内2.5mm或5.0mm标准漏斗的粉末。
1.原理粉末从漏斗孔按一定高度自由落下充满杯子。
在松装状态下，以单位体积粉末的质量表示粉末的松装密度。
2.取样至少取100cm3的样品，分成三份，做三次测量。
通常，金属粉末按接受状态进行试验。
在某些情况下，粉末可以进行干燥。
如果粉末容易氧化，干燥应在真空或惰性气氛下进行。
若粉末含有易挥发物质，则不允许干燥。
3.步骤A.待装置调整好后，准备测量。
B.堵住漏斗底部小孔，把足够量的待测粉末倒入孔径为2.5mm的漏斗中。
C.启开漏斗小孔，让粉末自由流过小孔进入杯中，直至完全充满杯子并有粉末溢出为止。
用非磁性的直尺刮平粉末，在操作过程中要严禁压缩粉末和振动杯子。
D.如果粉末不能流过该漏斗，换用孔径为5.0mm的漏斗。
如果换用孔径为5.0mm的漏斗，粉末仍不能流过时，允许用1mm金属丝从漏斗上部捅一次，使粉末流动，但金属丝不得进入杯子。
E.粉末刮平后，轻敲杯子，使其振实一些，以免挪动过程中粉末从杯中撒出。
再将杯子外部的粉末清理干净，保证杯子外部不沾有粉末。
F.称量杯内粉末质量，精确到0.05g。
4.数据处理粉末质量与体积之比为松装密度，其计算公式如下：ρ=m/V Ρ—松装密度，g/cm3；m—粉末试样质量，g ；V—杯子容积，cm3；取三次测量结果的算术平均值报出最终结果，报告数据精确到0.01g/cm3。
当三次测量结果之间的差值超过平均值的1%时，要报出最高和最低值。
（二）金属粉末粒度组成的测定—干筛分法本方法适用于干的、不含润滑剂的金属粉末；不适用于明显不等轴的金属粉末及颗粒尺寸全部或大部分小于45μm的金属粉末。
1.原理利用按照筛孔尺寸依次组合的一套试验筛，借助震动把金属粉末筛分成不同的筛分粒级。
称量每个筛上和底牌上的粉末量，计算出每个筛分粒级的百分含量，从而得出粉末的粒度组成。
2.取样当金属粉末松装密度大于1.5g/cm3时，称取样品100g，当松装密度小于1.5g/cm3时，称取样品50g。
2 粉末的性能及其测定
2.2.2 取样和分样
如果是在连续流动出料时取样，则在垂直于粉流方向上，等
速地用大干粉流截面的矩形取样器贯穿粉末流即可。取出的粉 末注入总样容器内，用分样器进行分样。以达到测定粉末性能 所要求的粉重。
2.2.3 化学检验
（1）主要成分的含量 （2）其它成分，包括杂质的含量
(1)与主要金属结合，形成因溶体或化台物的金属或非金属成分、如还原铁 粉中的硅、锰、碳、硫、磷、氧等； (2)从原料和从粉末生产过程中带入的机械夹杂，如二氧化硅、氧化铝、硅 酸盐、难熔金属碳化物等不溶物； (3)粉末表面因吸附的氧、水蒸气和其它气体(氮、二氧化碳)； (4)制粉工艺带进的杂质，如水溶液电解粉末中的氢，气体还原粉末中溶解 的碳、氮和氢，羰基粉末中溶解的碳等。
垂直投影法
2.5.1 粒度和粒度组成
（2）当量粒径de：用沉降法、离心法或水利学方法（风筛法，水筛法）
测得的粉末粒度称为当量粒径。当量粒径中有一种斯托克斯径，其物理意义 是与被测粉末具有相同沉降速度且服从斯托克斯定律的同质球形粒子的直径。 由于粉末的实际沉降速度还受颗粒形状和表面状态的影响，故形状复杂、表 面粗糙的粉末，斯托克斯径总比按体积计算的几何学名义径小。
网筛标准则因各国制定的标准不同，网丝直径和筛孔大小也不一样。
目前，国际标准采用泰勒筛制。
习惯上以网目数（简称目）表示筛网的孔径和粉末的粒度。所谓目数是
指筛网1英寸（25.4mm）长度上的网孔数。目数愈大，网孔愈细。
泰 勒 标 准 筛 制
2.5.2 粉末粒度的测定方法
（2） 显微镜法
在实际应用中，光学显微镜的粒度测量范围是0.8~150μm，再小的粉
2. 3 颗粒形状
规则形状的颗粒外形可近似地用某种几何形状地名称描述，它们与粉末生产 方法密切相关
粉末冶金检测标准
粉末冶金检测标准摘要：一、粉末冶金概述二、粉末冶金检测标准的重要性三、粉末冶金检测标准的主要内容四、我国粉末冶金检测标准的现状与发展五、结论与展望正文：一、粉末冶金概述粉末冶金是一门研究金属粉末及其混合物制备、成型、烧结及其制品性能控制的综合性工程技术。
它以金属粉末为主要原料，通过粉末混合、成型、烧结等工艺制成各种金属制品。
粉末冶金技术具有广泛的应用前景，尤其在汽车、航空、电子、能源等领域具有重要地位。
二、粉末冶金检测标准的重要性粉末冶金检测标准是对粉末冶金产品质量和性能进行评价的重要依据。
一套完善的检测标准能够确保产品质量，提高生产效率，降低生产成本，同时为产品研发提供方向。
粉末冶金检测标准主要包括粉末性能、成型性能、烧结性能和制品性能等方面的检测项目。
三、粉末冶金检测标准的主要内容1.粉末性能检测：包括粉末的粒度、形状、分布、松装密度、流动性等。
2.成型性能检测：包括压制性、致密性、收缩率、强度等。
3.烧结性能检测：包括烧结收缩率、烧结密度、烧结强度、显微组织等。
4.制品性能检测：包括力学性能、磁性能、电性能、耐磨性能等。
四、我国粉末冶金检测标准的现状与发展近年来，我国粉末冶金产业快速发展，相应的检测技术也得到了长足进步。
我国已制定了一系列粉末冶金检测国家标准和行业标准，基本涵盖了粉末冶金制品的生产和检测需求。
然而，与国外先进检测技术相比，我国粉末冶金检测标准在方法、设备、指标等方面仍有差距。
未来，我国粉末冶金检测标准将不断完善，提高检测水平，以适应产业发展需求。
五、结论与展望粉末冶金检测标准在粉末冶金产业的发展中具有重要作用。
随着我国粉末冶金产业的持续创新和进步，粉末冶金检测标准将不断优化和完善，为产业发展提供有力支持。
同时，粉末冶金检测技术也将向更高精度、更高效的方向发展，以满足不断变化的市场需求。
粉末的性能和检验
活性
总结词
活性是指粉末的反应能力。
详细描述
某些粉末具有较高的化学活性，能够与其他 物质发生反应。活性粉末在化学反应中起到 催化剂、氧化剂或还原剂等作用。了解粉末 的活性有助于开发新的化学反应和材料制备
方法。
Part
03
粉末的工艺性能
可塑性
要点一
总结词
可塑性是指粉末在一定温度和压力下，能够被塑造成所需 形状的性质。
烧结过程中，粉末颗粒间的空隙逐渐缩小，最终形成连 续的固体材料。烧结特性是粉末冶金和陶瓷等材料制备 的关键工艺参数，影响材料的性能和应用。
熔点和相变特性
总结词
熔点和相变特性是指粉末在加热过程中，发生相变和 熔融的温度和条件。
详细描述
粉末的熔点和相变特性对于材料的制备和加工非常重 要。了解和控制这些特性有助于优成分分析
通过化学分析方法测定粉 末中各元素的含量，如使 用原子吸收光谱、质谱等 方法。
纯度
检测粉末中杂质和有害元 素的含量，以确保粉末的 质量和安全性。
稳定性
检测粉末在储存和使用过 程中化学性能的变化，以 确保其稳定性和可靠性。
工艺性能的检验
可塑性
粉末的可塑性决定了其是否易于 压制和成形，可通过观察粉末在 压制过程中的流动性和可压性来 评估。
空航天、能源等领域。
粉末冶金铸件具有高精度、复杂 度高、质量稳定等特点，广泛应 用于机械制造、石油化工等领域。
电池和电子材料
电池和电子材料是粉末应用的 又一重要领域，粉末冶金技术 可用于制备高性能的电池材料 和电子元件。
电池粉末可用于制备锂离子电 池、镍氢电池等，具有高能量 密度、长寿命等特点。
电子材料粉末可用于制造电子 元件、集成电路等，具有高纯 度、高密度、低电阻等特点。
粉末冶金材料组织观察与性能测试
粉末冶金材料组织观察与性能测试1. 实验目的(1)熟悉粉末冶金制备工艺过程。
(2)了解粉末冶金制备仪器与设备的操作。
(3)了解粉末冶金法制备金属制品各环节工艺参数对产品的影响。
2. 实验原理粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末( 或金属粉末与非金属粉末的混合物) 作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。
目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。
粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。
另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。
广义的粉末冶金制品业涵括了铁石刀具、硬质合金、磁性材料以及粉末冶金制品等。
狭义的粉末冶金制品业仅指粉末冶金制品，包括粉末冶金零件(占绝大部分)、含油轴承和金属射出成型制品等。
本报告使用的行业定界为狭义范围。
粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的。
运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等，是一种少无切削工艺。
(1)粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。
在制备高性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料(如Al-Li 合金、耐热Al 合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的作用。
(2)可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。
(3)可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。
粉末产品 振实密度测定通用方法
粉末产品振实密度测定通用方法
粉末产品的振实密度是指单位体积粉末的质量，用于描述粉末的堆积性能。
以下是一种常用的粉末振实密度测定方法：
1. 准备一个已知质量的圆柱形容器（例如瓶子、筒子等）。
2. 将容器放在平坦的水平表面上，并称量其质量（记为m1）。
3. 用筛网将待测粉末筛入容器，使其填满容器，然后平整表面。
4. 再次称量容器及装有粉末的质量（记为m2）。
5. 计算振实密度的公式为：
振实密度 = (m2 - m1) / V
其中，V为容器的体积。
需要注意的是，以上方法适用于不会因振动和压缩而改变体积的粉末，如颗粒较大的粉末。
对于容易压缩和变形的粉末，可以考虑使用离心装置进行振实密度测定。
粉末实验报告单
实验名称：粉末实验实验日期：2021年X月X日实验地点：实验室实验人员：XXX、XXX、XXX一、实验目的1. 了解粉末的基本性质和分类；2. 掌握粉末实验的基本操作方法；3. 培养实验操作技能和实验报告撰写能力。
二、实验原理粉末是指物质以微小颗粒状存在的一种形态，其粒度一般在0.1~1000微米之间。
粉末的实验研究对于材料科学、化工、医药等领域具有重要意义。
本实验通过观察粉末的外观、粒径、流动性等性质，了解粉末的基本特性。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：碳酸钙粉末、滑石粉、硅胶、氧化铁粉末等；2. 实验仪器：显微镜、电子天平、筛分仪、流变仪、超声波清洗器等。
四、实验步骤1. 粉末外观观察：取少量粉末置于显微镜下观察，记录粉末的颜色、形状、大小等特征；2. 粒径测定：将粉末过筛，分别测定不同筛孔的筛余量，计算粉末的粒径分布；3. 流动性测试：使用流变仪测试粉末的流动性能，包括流变指数、流动时间等；4. 比重测定：使用电子天平称量粉末的质量，计算粉末的比重；5. 水分测定：将粉末置于干燥器中干燥，称量干燥前后质量，计算粉末的水分含量；6. 熔点测定：将粉末放入熔点测定仪中，观察熔化过程，记录熔点。
五、实验结果与分析1. 粉末外观观察：碳酸钙粉末为白色，呈不规则颗粒状；滑石粉为白色，呈片状；硅胶为白色，呈球形；氧化铁粉末为红色，呈不规则颗粒状。
2. 粒径测定：碳酸钙粉末粒径分布范围为0.5~10微米，滑石粉粒径分布范围为1~50微米，硅胶粒径分布范围为1~100微米，氧化铁粉末粒径分布范围为1~50微米。
3. 流动性测试：碳酸钙粉末的流变指数为0.15，流动时间为15秒；滑石粉的流变指数为0.2，流动时间为20秒；硅胶的流变指数为0.3，流动时间为30秒；氧化铁粉末的流变指数为0.25，流动时间为25秒。
4. 比重测定：碳酸钙粉末的比重为2.71，滑石粉的比重为2.60，硅胶的比重为2.20，氧化铁粉末的比重为4.90。
粉末冶金 粉末的性能及测定
A——粉末加烧舟的质量； B——煅烧后残留物加烧舟的质量； C——烧舟的质量。
表2-2氢损实验的还原温度和时间
酸不溶物法
流程：试样→无机酸溶解→过滤不溶物沉淀→煅 流程 烧沉淀→称重→计算 酸不溶物含量（不包括挥发的不溶物） 无机酸：不同粉末用不同酸（铁粉用盐酸，铜粉 无机酸 用硝酸） 不溶物：硅酸盐、氧化铝、泥土、难熔金属等 不溶物来源 来源：原料、炉衬、燃料 来源
式中m——粉末试样质量；V——量杯容积（ 25cm3）。 测量装置：霍尔流量计 小孔孔径：2.5mm或5mm
图2-9霍尔流量计
图2-9松装密度测量装置
适用于不能自由通过5mm漏斗孔径 和用震动漏斗法易改变特性的粉末
震动漏斗适用于不能自由 流过5mm漏斗孔的金属粉末
图2-9震动漏斗装置示意图 1—漏斗；2—滑块；3—定位块；4—量杯； 5—杯座；6—调节螺钉；7—底座；8—开关； 9—震Biblioteka 器支架；10—震动调节钮；11—震动器
（2）振实密度 ）
振实密度指将粉末装入振动容器中，在规定条件下经过振实后所测 得的粉末密度。振实密度比松装密度高20~50%。 测量方法：将定量粉末装入振动容器中，在规定条件下进行振动，直到 测量方法 粉末体积不能再小，测得粉末的振实体积，然后计算振实密度。
ρ实
m = V
式中m——粉末质量；V——粉末的振实体积。
二、粉末颗粒
粉末颗粒指粉末中能分开并独立存在的最小实体。颗粒 间的粘附力比范德华力大得多，接近库伦引力。
图2-1颗粒示意图 a —单颗粒；b—聚集颗粒（二次颗粒） c —晶粒； a2 —一次颗粒
1、颗粒聚集状态 、
二次颗粒是单颗粒以某种方式聚集形成的，其 中原始颗粒就称为一次颗粒。
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无规则形状粉末
(2) 颗粒密度
粉末材料的理论密度，通常不能代表粉末颗粒的 实际密度，因为颗粒几乎总是有孔的。
与颗粒外表面相通，叫做开孔或半开口(一端相通)。 颗粒内不与外表面相通的潜孔叫做闭孔。
三种颗粒密度的区别：
真密度： 颗粒质量用除去开孔和闭孔的颗粒体 积除得的商值。真密度实际就是粉末材料的理 论密度。
能力，在标准的模具中在规定的润滑条 件下测定，用规定的单位压力下粉末所 达到的压坯密度表示。也可以用压坯密 度随压制压力变化的曲线图表示。
成形性是指粉末压制后，压坯保持既定形
状的能力，用粉末得以成形的最小单位压 制压力表示，或者用压坯的强度表示。
影响压缩性的因素
颗粒的塑性或显微硬度。塑性金属粉末比硬、 脆材料粉末的压缩件好；球磨过的金属粉末， 退火后塑性改善，压缩性提高。 金属粉末内合有合金元素或非金属夹杂时，会 降低粉末的压缩性， 颗粒形状和结构也明显影响压缩性，例如雾化 粉比还原粉的松装密度高，压缩性也就好。凡 是影响粉末密度的一切因素都对压缩性有影响。
目的计算
式中：m为目数， a为网孔尺寸(mm)，b为网丝直 径(mm)。 25.4mm＝1英寸,
显微镜法
显微镜除用于观查颗粒形状、表面状出 和内部结构外，还广泛用于粉末粒度的 测定。 显微镜法具有直观、测量范围宽的特点。 利用单色光可提高显微镜的分辨能力， 如紫外光显微镜可将测量范围扩大到1— 0.1微米。
粉末化学成分的检测
化学成分检测同金属检测方法
氢损
金属粉末的氧含量，除采用库仑分 析仪测定全氧量外，可测氢损。
可被氢还原的金属氧化物的那部分氧含量，适 用于工业铁、铜、钨、铝、镍、钴等粉末。 粉末中的氧被还原生成水蒸气，某些元素(C， S)与氢生成挥发的化合物，与挥发性金属(Zn、 Cd、Pb)一同排出，测得试样粉末的重量损失， 称为氢损。 金属粉末的试样在纯氢气流中燃烧足够长时间 (铁粉为1000—1050℃，1时；铜粉为875℃， 半小时)。
粉末不像致密体那样具有固定的形状，而表现为 与液体相似的流动性。 然而由于颗粒间相对移动时存在摩擦，粉末的流 动性又是有限的。
1．颗粒聚集状态
粉末中能分开，并独 立存在的最小实体称 为单颗粒。 单颗粒如果以某种方 式聚集，就构成所谓 的二次颗粒，其中的 原始颗粒就称为一次 颗
2．颗粒结晶构造
影响成形性的因素
成形性受颗粒形状和结构的影响最为明 显：颗粒松软、形状不规则的粉末，压 紧后颗粒的联结增强，成形性就好，例 如还原铁扮的压还强度就比雾化铁粉高。
在评价粉末的压制性时，须综合比较压缩性与成 形性。一般说来，成形性好的粉末，往往压缩性 差；相反，压缩性好的粉末，成形性差。例如松 装密度高的粉末，压缩性只好，但成形性差；细 粉末的成形性好，而压缩性却较差。
3．表面状态
粉末颗粒细，有发达的外表面；同时 粉末颗粒的缺陷多，内表面也相当大。
粉末发达的表面积贮藏着高的表面能，对于气 体、液体或微粒表现出极强的吸附能力。 超细粉末容易自发地聚集成二次颗粒并在空气 中极易氧化或自燃。
外表面: 可以看到的明显表面，包括 颗粒表面所有宏观的凸起 和凹进的部分以及宽度大 于深度的裂隙 。
内表面：
包括深度超过宽度的裂隙、微缝 以及与颗粒外表面连通的孔隙、 空腔等的壁面，但不包括封闭在 颗粒内的潜孔。
三. 粉未性能
粉末是颗粒与颗粒间的空隙所组成的分散体系
研究粉末体时，应分别研究属于单颗粒、粉末 体以及粉末体的孔隙等的一切性质。
(1)单颗粒的性质
1)由粉末材料所决定的性质：点阵构造、理论 密度、熔点、塑性、 弹性、 电磁性质，化 学成分。
比重瓶密度的计算
（3）
显微硬度
粉末颗粒的显微硬度是采用普通的显微硬度计 测量金刚石角锥压头的压痕对角线长，经计算 得到的。先将粉末试样与电木粉或有机树脂粉 混匀，在100－200Mpa压力下制成压坯，然后 加热于 140℃固化。压坯经研磨抛光后，在 20 －30克负荷下测且显微硬度。 颗粒的显微硬度值，在很大程度上取决于粉末 中各种杂质与合金元素的含量和晶格缺陷的多 少，因此代表了粉末的塑性。
超微粉（纳米粉）小于100纳米，微粉 微米级的粉末
(2)当量粒径de
利用沉降法、离心法或水力学方法(风筛法)测 得的粉末粒度，称为当量粒径。 当量粒径中有一种斯托克斯径，其物理意义是 与被测粉末具有相同沉降速度且服从斯托克斯 定律的同质球形粒子的直径。 由于粉末的实际沉降速度还受颗粒形状和表面 状态的影响，故形状复杂、表面粗糙的粉末， 其斯托克斯径总是比按体积计算的几何学名义 径小。
杂质主要指： (1) 与主要金属结合，形成固溶体或化合物的金属或非金 属成分，如还原铁粉中的Si, Mn，C，P，O等； (2) 从原料和从粉末生产过程中带进的机械夹杂，如 SiO2 Al2O3、硅酸盐、难熔金属或碳化物等酸不溶物； (3)粉末表面吸附的氧、水和共它气体(N2, CO2) 制粉工艺带进的杂质有：水溶液电解粉末中的氢，气体 还原粉末中溶解的碳、氮或氢 。
3．粉末的工艺性能
粉末的工艺性能包括：
松装密度
摇实密度 流动性 压缩性与成形性
工艺性能主要取 决于粉末的生产 方法和粉末的处 理工艺 ( 球磨、退 火、加润滑剂、 制粒等)。
松装密度和摇实密度
松装密度是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 为克／厘米3，松装密度的倒数称松装比 容，单位是厘米3／克。
总孔隙体积P、颗粒间的孔隙体积P1 颗粒内孔隙的体积P2＝P－P1 颗粒间的孔隙数量n 平均孔隙大小P1／n 孔隙大小的分布、孔隙形状
第二节 粉末性能及其检测
粉末性能包括：
粉末的化学性能 粉末的物理性能 粉末的工艺性能
1．化学成分
粉末的化学成分应包括主要金属的含量和 杂质的含量
•
(2)筛网标准
筛子是由金属丝编织的筛网加边柜制成， 直径8英寸，高25—50毫米。 各国制定的筛网标准不同，网丝直径和 筛孔大小也不一样。目前，国际标准采 用泰勒(Tyler) 筛制。 许多国家(包括我国，但不包括德国)的标 准也同泰勒筛制大同小异。
目
习惯上以网目数(简称目)表示筛网的孔径 和粉末的粒度。 所谓目数是筛网l英寸长度上的网孔数。 因目数部已注明在筛框上，故有时称筛 号。目数愈大，网孔愈细。由于网孔是 网面上丝间的开孔，每1英寸上的网孔数 与丝的根数应相等，所以网孔的实际尺 寸还与丝的直径有关。
第三章 粉末性能及其测定
第一节 粉末及粉末性能
一、粉末体
通常把固态物质按分散程度不同分成致密体、粉 末体和胶体三类 大小在1毫米以上的称为致密体或常说的固体， 0.1微米以下的称为胶体微粒， 而介于二者的称为粉末体。
粉末冶金用的原料粉末基本上在粉末体的范围内，但 在特殊情况下，也用毫米级以上的粗颗粒，称为颗粒 冶金；同时，0.1微米以下的超细粉末的应用也日渐增 加
2．筛分析法
筛分析的原理、装置和操作都很简单， 应用也很广泛。 筛分析适于40微米以上的中等和粗粒度 粉末的分级和粒度测定。
（1）操作
•
称取一定重量(通常为50克或100克)的 粉末，使粉末依次通过一组筛孔尺寸由 大至小的筛网，按粒度分成若干级别， 用相应筛网的孔径代表各级粉末的粒度。 称量各级粉末的重量，就可计算用重 量百分数次示的粉末的粒度组成。
粉末体简称粉末
粉末是由大量的粉末颗粒组成的一种分 散体系，其中的颗粒彼此可分离。
粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所 构成的集合体。
普通的固体或致密体则是一种晶粒的集合 体。
粉末与致密体的区别
致密固体内，晶粒之间没有宏观的孔隙， 靠原子间的键力联结。
粉末体内，颗粒之间有许多的小孔隙，而且联 结面很小，面上的原子间不能形成强的键力。
似密度：颗粒质量用包括闭孔在内的颗粒体积 去除得到的。用比重瓶法测定的密度接近这种 密度位，又称为比重瓶密度。 有效密度 颗粒质量用包括开孔和闭孔在内的颗 粒体积除得的密度值。
测定颗粒似密度的比重瓶法 •一个带细颈的磨口玻璃小瓶，瓶 塞中心开有0.5毫米的毛细管，以 排出瓶内多余的液体。当液面平 齐塞子毛细管出口时，瓶内液体 具有确定的容积，一般有5、10、 15以至25、50毫升等不等的规格。 •粉末试样预先干燥后再装入比重 瓶，约占瓶内球积的1/3-1/2，连同 瓶一道称重后再装满液体，塞紧 瓶塞，将溢出的液体拭干后又称 一次重量，然后计算密度。
金属及多数非金属颗粒都是结晶体，但 颗粒的外形却不总与其特定的晶型相一 致。 制粉工艺对颗粒的晶体结构起着主要的 作用。一般说，颗粒具有多晶结构，而 晶粒大小取决于工艺特点和条件； 对于极细的粉末，可能出现单晶颗粒， 纳米粉末一般为单晶。
粉末颗粒晶体的严重不完整性
粉末颗粒实际结构的复杂性还表现为： 存在许多结晶缺陷，如空隙、畸变、夹 杂等。 从更微观的角度看，粉末晶体由于严重 的点阵畸变，有较高的空位浓度和位错 密度。 粉末总是贮存了较高的晶格畸变能，具 有较高的活性。
第三节 粉末粒度及测量
一、粒度和粒度组成 以毫米或微米表示的颗粒的大小称为颗粒直 径，简称粒径或粒度。 由于组成粉末的无数颗粒，一般不属同一粒径， 用具有不同粒径的颗粒占全部粉末的百分含量 表示粉末的粒度组成，又称粒度分布。
因此严格讲，粒度仅指单颗粒，而粒度组成则指整个粉末体。 但是通常说的粉末粒度包含有粉末平均粒度的意义，也就是 粉末的某种统计性平均粒径。
频度分布曲线
累计分布曲线
积分曲线上对应50%的
粒径称中位径
4．平均粒度
粉末粒度组成的表示比较麻烦，应用也 不太方便，许多情况下只需要知道粉末 的平均粒度。 由符合统计规律的粒度组成计算的平均 粒径称为统计平均粒径，是表征整个粉 末体的一种粒度参数。