[理學]第二章粉末冶金-wenkub
2023-03-08 12:45:34 本頁面
【正文】 量。 20220313 14 粉末的 化學性能及成分測定 ? 粉末的化學成分主要是指粉末中 金屬或合金組元的含量 和 雜質(zhì)的含量 。 20220313 13 粉末性能 金屬 粉末的性能 通常包括 物理性能 、 化學性能 和 工藝性能 。 20220313 12 3. 粉末性能 粉末具有各種性能特征。 20220313 11 粉末顆粒結(jié)晶構(gòu)造和表面狀態(tài) ? 粉末顆粒的表面狀態(tài) 是十分復雜的 ， 一般粉末顆粒越細 ， 外表面越發(fā)達 。 二次顆粒又稱為 聚合體 或 凝集顆粒 。 單顆粒如果以某種方式聚集就構(gòu)成所謂的 二次顆粒 ，其中的原始顆粒就稱為一次顆粒。 致密體 則是一種晶粒集合體。但就 分散性 和 內(nèi)部顆粒的聯(lián)接性 而言，通?？梢园压虘B(tài)物質(zhì)按分散程度 不同分為 致密體 ， 粉末體 和 膠體 三類。20220313 1 第二章 粉末的性能及其測定 化學性能 (Chemical Properties) 物理性能 (Physical Properties) 工藝性能 (Process Performance) 20220313 2 粉末的性能及其測定 ? 粉末及粉末性能 ? 粉末的 化學性能 及成分測定 ? 粉末顆粒的形狀 ? 粉末的粒度及其測定 ? 金屬粉末的 工藝性能 及測定 物理性能 20220313 3 粉末及粉末性能 1. 粉末體和粉末顆粒 粉末 是制取各種粉末冶金材料和制品的 原料 ，粉末的各種性能對材料及制品的成形、燒結(jié)等工藝過程和產(chǎn)品最終性能產(chǎn)生直接的影響。 顆粒按照構(gòu)成可以分成四大類型： 原級顆粒型 ， 聚集體顆粒型 ， 凝聚體顆粒型 ， 絮凝體顆粒型 。 致密體內(nèi)沒有宏觀的孔隙，靠原子間的鍵力聯(lián)接；粉末體內(nèi)顆粒之間有許多小孔隙而且聯(lián)接面很少，面上的原子間不能形成強的鍵力。 一次顆粒之間形成一定的粘結(jié)面，在二次顆粒內(nèi)存在一些微細的 孔隙 。 20220313 10 粉末體和粉末顆粒 顆粒還可以團粒和絮凝體聚集。 同時粉末顆粒的缺陷多 ， 內(nèi)表面也就相當大 。嚴格來說， 粉末體的性能介于致密體和膠體之間 。決定這些性能的有兩個方面：一是自然界物質(zhì)品種本身所特有的；二是由得到粉末體的各種生產(chǎn)工藝及其工藝參數(shù)所決定的。金屬粉末中金屬或合金組元不能低于 98%～ 99%。 ? (1)氫損測定 ：金屬粉末的氧含量，除采用庫倫分析儀測定全氧量之外，還采用一種簡便的氫損法。 %100???? CA BA氫損值20220313 18 粉末的化學性能及成分測定 ? 氫損法被認為是對金屬粉末中可被氫還原的氧化物的氧含量的估計，但如果粉末中如果有在分析條件下不被氫所還原的氧化物（ SiO CaO、 Al2O3）， 測得 的值 將 低于實際的氧含量 ； ? 如果在分析條件下粉末由脫碳、脫硫反應(yīng)及金屬揮發(fā)時， 測得 的 值 將 高于實際氧含量 。 對高密度零件 ， 尤其是粉末鍛造零件 ， 其密度已接近致密材料 ， 孔隙度對力學性能的有害影響已經(jīng)很低 ， 而酸不溶物的有害影響明顯的暴露了出來 。 錫氧化物含量 B的測定是在硝酸不溶物中加 NH4I，于坩堝內(nèi)加熱至 425~475℃ ， 經(jīng) 15min后冷卻 ， 再加 23mLHNO3使其溶解 ， 再稱殘留物重量 ， 前后的質(zhì)量差就是 B值 。電子或離子束微區(qū)分析可以測定粉末顆粒內(nèi)化學元素的分布。粉末形狀和生產(chǎn)粉末的方法密切相關(guān)。 20220313 23 表 23 顆粒形狀與粉末生產(chǎn)方法的關(guān)系 顆粒形狀 粉末生產(chǎn)方法 顆粒形狀 粉末生產(chǎn)方法 球形 氣相沉積，液相沉積 樹枝狀 水溶液電解 近球形 氣體霧化，置換 (溶液 ) 多孔海綿狀 金屬氧化物還原 片狀 塑性金屬機械研磨 碟狀 金屬旋渦研磨 多角形 機械粉碎 不規(guī)則形 水霧化，機械粉碎，化學沉淀 20220313 24 粉末顆粒的形狀 ? 粉末顆粒形狀對其工藝性能的影響 ： ① 表面光滑的 球形粉末 ， 流動性好 ，松裝密度高，在相同壓制條件下， 壓坯密度高 。在燒結(jié)時， 粉末顆粒形狀復雜 ，表面粗糙，壓坯中粉末顆粒接觸緊密的，能夠 促進燒結(jié) 。 粉末顆粒大小按尺寸可以粗略的分為以下 5個等級 ： ? 粗粉 150～ 500μm； ? 中等粒度粉 40～ 150μm； 20220313 26 粒度和粒度組成 ? 細粉 10～ 40μm； ? 極細粉 ～ 10μm； ? 超細粉 ； ? 而超細粉又可以分為以下 3個等級 ： ? 微細晶粉末 ～ ； ? 超細晶粉末 ～ ； ? 納米粉末 ～ 100nm。 顆粒的密度 （一）密度 定義：材料的密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，按下式計算：ρ= m/VP 式中： ρ密度 (kg/m3) m材料質(zhì)量（ kg） VP材料在絕對密實下的體積（ m3），簡稱為絕對體積或?qū)嶓w積。如圖所示為篩分析法示意圖。篩分析法中，習慣上用網(wǎng)目數(shù)“目”表示篩網(wǎng)的孔徑和粉末的粒度。所以網(wǎng)孔的實際尺寸還與絲的直徑有關(guān)。 20220313 40 典型的常用粉末粒度分析方法 典型的常用粉末粒度分析方法 粒徑基準 方法名稱 測量范圍， μm 粒度分布基準 幾何學粒徑 篩分析 光學顯微鏡 電子顯微鏡 ＞ 40 500～ 10～ 質(zhì)量分布 個數(shù)分布 個數(shù)分布 當量粒徑 重力沉降 離心沉降 50～ 10～ 質(zhì)量分布 質(zhì)量分布 比表面粒徑 氣體吸附 氣體透過 20～ 50～ 比表面積平均徑 比表面積平均徑 光衍射粒徑 光衍射 X光衍射 10～ ～ 體積分布 體積分布 20220313 41 金屬粉末的工藝性能
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