粉末与粘结剂
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二、测试方法
剪切面
Stern layer
-100mV
{
扩散层
表面电位 Stern电位 Zeta电位
0 到颗粒表面的距离
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二、测试方法
• Zeta电位与体系稳定性之间的大致关系如下表所示：
Zeta电位[mV] 0 到 ±5, ±10 到 ±30 ±30 到 ±40 ±40 到 ±60 超过±61
图6整理ppt
一、作用机理
Heatin g
图7
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粘结过程示意图
一、作用机理
• 在图7中，粘结剂优先作用于粉末表面的凹陷处，因为该 处曲率半径小，由图5可知曲率半径越小的地方原子活性 越大，表面能越高，因此粘结剂在这些地方填充有利于表 面能的降低。
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二、测试方法
• 粘结剂与金属粉末颗粒之间作用力的测试方法： • 1）润湿性：粘结剂熔融态对块状金属的润湿性---润湿
胶体稳定性 快速凝结或凝聚 开始变得不稳定 稳定性一般 较好的稳定性 稳定性极好
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Thanks for attention !
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表面的性质，这说明决定固体润湿性质的是表面层原子或 原子团的性质及排列情况，与内部结构无关。
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一些高分子有机物在固体表面上的接触角（20℃）
液体
(mN/m
不锈钢 铂
辛醇－1 27.8 35
辛醇－2 26.7 14
2－乙基 26.7 《5 己醇－1
正辛酸 29.2 34
2－乙基 27.8 《5 己烷
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一、作用机理
几种清洁表面结构
图3 几种清洁整表理p面pt 结构
一、作用机理
• 驰豫(relaxation)、重构(reconstruction)、吸附 (chemisorption)等是常见表面结构与现象.
• 驰豫、重构、偏析(segregation)、台阶(ledge)属粉表面 自行调整且通常是驰豫的.
磷酸三邻 40.9 － 甲酚酯
磷酸三邻 45.8 － 氯苯酯
42 29 20
42 11
7
7
整理ppt
石英 42 30 26
32 7
14
19
θ
α－Al2O3 43 26 19
43 12
18
21
二、测试方法
• 2）测定粘结剂与 金属粉末的结合 力---胶沾法 日本人的方法：
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二、测试方法
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一、作用机理
• 2、粘结剂与粉末的相互作用 • 例：石蜡粘结剂与粉末的作用机理 • 石蜡是直链烷烃的混合物，可用分子式CnH2n+2来表示，饱
和烷烃中只存在C-C键和C-H键，每个C原子周围的4个σ 键以SP3轨道杂化，成键电子云沿键轴对称分布。
2S轨 道
2P轨 道
一 个 SP3杂 化 轨 道 四 个 SP3杂 化 轨 道
二、测试方法
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二、测试方法
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二、测试方法
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二、测试方法
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我们的方法：
二、测试方法
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二、测试方法
• 3）Zeta电位 又叫电动电位或电动电势 Zeta电位是对颗粒之间相互排斥或吸引力的强度的度量。 分子或分散粒子越小，Zeta电位（正或负）越高，体系越 稳定，即溶解或分散可以抵抗聚集。反之，Zeta电位（正 或负）越低，越倾向于凝结或凝聚，即吸引力超过了排斥 力，分散被破坏而发生凝结或凝聚。
下都有一层羟基,这是表面的悬键与空气中的O2 和水等反 应形成的。 • 由于在羟基层(R —O —H) 中氧的两端,一端是高价金属
离子Rn + ( n = 2 ,3 ,4 ,5 等) ,另一端是电荷小的氢
离子,结构不平衡,表面过剩能仍较大,从而使羟基继续以 物理吸附的形式吸附水等极性物质。
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• 表面原子(或离子)间距偏离体内的晶体晶格常数，而晶胞 结构基本不变，这种情况称驰豫
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一、作用机理
双电层结构
图4 NaCl 理想结构与驰豫结构
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一、作用机理
图5 理想纳米金属粉末表面原子排列 整理ppt
一、作用机理
• 大气中的粉末表面结构 • 金属、氧化物、碳化物、氮化物等物质的表面在大气环境
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Байду номын сангаас
一、作用机理
预混合：在粘结剂的作用下，使不同成分、不同颗粒大小 的粉末粘结在一起的过程。
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图1
一、作用机理
图2 粘结模型
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一、作用机理
粘结剂粘附效果的影响因素有哪些？ • 1、粉末表面结构形貌
表面原子排列突然中断，如果在该处原子仍按照内部方式 排列，则势必增大系统的自由能(主要是弹性能). 为此， 表面附近原子排列必须进行调整. 调整方式有两种： • (1)自行调整，表面处原子排列与内部有明显不同； • (2)靠外来因素调整，如吸附杂质，生成新相等
粉体科学导论
预混合粉末中金属粉末与粘结剂作用机理 和测试方法
姓名： 2012年12月 中南大学粉末冶金研究院
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一、作用机理
• 思考
为什么要进行预混合以及粘结剂在预混合过程中的作用？
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一、作用机理
预混合中粘结剂的主要作用： • 1、防止产生成分偏析
在实际生产、运输、存储过程中，由于重力作用，使得 比重大粒径小的颗粒下沉（如Fe-Mn颗粒，粒径<20μm， 比重大；石墨颗粒比重轻，上浮）。 • 2、提高压坯密度 大小颗粒之间的搭配，有效填充孔隙，提高压坯密度。 • 3、提高压坯强度 可直接机加工成所需形状 • 4、减少扬尘 绿色环保
角
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二、测试方法
(1)高分子固体的润湿性质与其分子的元素组成有关。在其 引入氟原子时会变小，而引入其他杂质原子时升高， 杂原子使其润湿能力增加的顺序如下： F＜H＜Cl＜Br＜I＜O＜N。 同一原子取代越多则效果愈明显。
(2)有机物质中含有极性基团时升高。 (3)附有表面活性物质的单分子层的玻璃或金属显示了低能
二、测试方法
剪切面
Stern layer
-100mV
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扩散层
表面电位 Stern电位 Zeta电位
0 到颗粒表面的距离
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二、测试方法
• Zeta电位与体系稳定性之间的大致关系如下表所示：
Zeta电位[mV] 0 到 ±5, ±10 到 ±30 ±30 到 ±40 ±40 到 ±60 超过±61
图6整理ppt
一、作用机理
Heatin g
图7
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粘结过程示意图
一、作用机理
• 在图7中，粘结剂优先作用于粉末表面的凹陷处，因为该 处曲率半径小，由图5可知曲率半径越小的地方原子活性 越大，表面能越高，因此粘结剂在这些地方填充有利于表 面能的降低。
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二、测试方法
• 粘结剂与金属粉末颗粒之间作用力的测试方法： • 1）润湿性：粘结剂熔融态对块状金属的润湿性---润湿
胶体稳定性 快速凝结或凝聚 开始变得不稳定 稳定性一般 较好的稳定性 稳定性极好
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表面的性质，这说明决定固体润湿性质的是表面层原子或 原子团的性质及排列情况，与内部结构无关。
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一些高分子有机物在固体表面上的接触角（20℃）
液体
(mN/m
不锈钢 铂
辛醇－1 27.8 35
辛醇－2 26.7 14
2－乙基 26.7 《5 己醇－1
正辛酸 29.2 34
2－乙基 27.8 《5 己烷
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一、作用机理
几种清洁表面结构
图3 几种清洁整表理p面pt 结构
一、作用机理
• 驰豫(relaxation)、重构(reconstruction)、吸附 (chemisorption)等是常见表面结构与现象.
• 驰豫、重构、偏析(segregation)、台阶(ledge)属粉表面 自行调整且通常是驰豫的.
磷酸三邻 40.9 － 甲酚酯
磷酸三邻 45.8 － 氯苯酯
42 29 20
42 11
7
7
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石英 42 30 26
32 7
14
19
θ
α－Al2O3 43 26 19
43 12
18
21
二、测试方法
• 2）测定粘结剂与 金属粉末的结合 力---胶沾法 日本人的方法：
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二、测试方法
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一、作用机理
• 2、粘结剂与粉末的相互作用 • 例：石蜡粘结剂与粉末的作用机理 • 石蜡是直链烷烃的混合物，可用分子式CnH2n+2来表示，饱
和烷烃中只存在C-C键和C-H键，每个C原子周围的4个σ 键以SP3轨道杂化，成键电子云沿键轴对称分布。
2S轨 道
2P轨 道
一 个 SP3杂 化 轨 道 四 个 SP3杂 化 轨 道
二、测试方法
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二、测试方法
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二、测试方法
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二、测试方法
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我们的方法：
二、测试方法
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二、测试方法
• 3）Zeta电位 又叫电动电位或电动电势 Zeta电位是对颗粒之间相互排斥或吸引力的强度的度量。 分子或分散粒子越小，Zeta电位（正或负）越高，体系越 稳定，即溶解或分散可以抵抗聚集。反之，Zeta电位（正 或负）越低，越倾向于凝结或凝聚，即吸引力超过了排斥 力，分散被破坏而发生凝结或凝聚。
下都有一层羟基,这是表面的悬键与空气中的O2 和水等反 应形成的。 • 由于在羟基层(R —O —H) 中氧的两端,一端是高价金属
离子Rn + ( n = 2 ,3 ,4 ,5 等) ,另一端是电荷小的氢
离子,结构不平衡,表面过剩能仍较大,从而使羟基继续以 物理吸附的形式吸附水等极性物质。
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• 表面原子(或离子)间距偏离体内的晶体晶格常数，而晶胞 结构基本不变，这种情况称驰豫
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一、作用机理
双电层结构
图4 NaCl 理想结构与驰豫结构
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一、作用机理
图5 理想纳米金属粉末表面原子排列 整理ppt
一、作用机理
• 大气中的粉末表面结构 • 金属、氧化物、碳化物、氮化物等物质的表面在大气环境
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Байду номын сангаас
一、作用机理
预混合：在粘结剂的作用下，使不同成分、不同颗粒大小 的粉末粘结在一起的过程。
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图1
一、作用机理
图2 粘结模型
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一、作用机理
粘结剂粘附效果的影响因素有哪些？ • 1、粉末表面结构形貌
表面原子排列突然中断，如果在该处原子仍按照内部方式 排列，则势必增大系统的自由能(主要是弹性能). 为此， 表面附近原子排列必须进行调整. 调整方式有两种： • (1)自行调整，表面处原子排列与内部有明显不同； • (2)靠外来因素调整，如吸附杂质，生成新相等
粉体科学导论
预混合粉末中金属粉末与粘结剂作用机理 和测试方法
姓名： 2012年12月 中南大学粉末冶金研究院
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一、作用机理
• 思考
为什么要进行预混合以及粘结剂在预混合过程中的作用？
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一、作用机理
预混合中粘结剂的主要作用： • 1、防止产生成分偏析
在实际生产、运输、存储过程中，由于重力作用，使得 比重大粒径小的颗粒下沉（如Fe-Mn颗粒，粒径<20μm， 比重大；石墨颗粒比重轻，上浮）。 • 2、提高压坯密度 大小颗粒之间的搭配，有效填充孔隙，提高压坯密度。 • 3、提高压坯强度 可直接机加工成所需形状 • 4、减少扬尘 绿色环保
角
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二、测试方法
(1)高分子固体的润湿性质与其分子的元素组成有关。在其 引入氟原子时会变小，而引入其他杂质原子时升高， 杂原子使其润湿能力增加的顺序如下： F＜H＜Cl＜Br＜I＜O＜N。 同一原子取代越多则效果愈明显。
(2)有机物质中含有极性基团时升高。 (3)附有表面活性物质的单分子层的玻璃或金属显示了低能