粉末冶金-粉末性能

null预备知识 粉末性能简介 （Powder Properties）预备知识 粉末性能简介 （Powder Properties） 一、基本概念 二、粉末性能 三、粉末粒度School of Materials Science and Engineering一、基本概念一、基本概念（一）名词粉末（粉末体）powder（mass）：粒度小于1000 µm的颗粒的集合体（包括固体颗粒与颗粒间的孔隙） 粉末颗粒（particle）：组成粉末的固体微粒 一次颗粒（单颗粒）（single particle） 二次颗粒（secondary particle） 颗粒团（particle agglomerates ）：由单颗粒或二次颗粒依靠范德华的作用下结合而成的粉末颗粒，易于分散（easy to disperse） 团粒：造粒的产物School of Materials Science and EngineeringnullSchool of Materials Science and EngineeringnullSchool of Materials Science and EngineeringnullSchool of Materials Science and Engineering二、粉末性能（3）粉末孔隙特性： 总孔隙、颗粒间孔隙、颗粒内孔隙、孔隙的开闭性、孔隙大小、形状等最常见的性能分类体系： 化学性能（成分）、物理性能、工艺性能二、粉末性能School of Materials Science and EngineeringnullSchool of Materials Science and Engineering（一）粉末的化学性能 Chemistry Property（一）粉末的化学性能 Chemistry Property 化学性质主要指粉末的化学组成（chemical composition） ● 主要成分（如铁粉中的Fe）含量—对粉末性能有决定 影响； ● 化学组成还包括杂质的种类和含量—对粉末性能也有 重要影响。 ● 主要粉末的化学组成都有ISO、GB及行业规定。School of Materials Science and Engineeringnull 粉末中的杂质类型 ● 与主成分结合，形成固溶体或化合物的金属或非金属（合金元素 alloying elements ）： Fe-C， Fe-Ni，W-Mo，Ti3Al，Ai3Ti， LaNi5（电池材料）等。 ● 原料机械夹杂 （mechanical impurities） ： 主要为非金属类机械夹杂物no-metallic impurities： Si、Al 氧化物、硅酸盐等。 ● 面吸附物（chemical adsorption and physical adsorption）： 水，氧，空气 ● 制粉过程中带进的杂质 电解、雾化、气体还原粉末中的C、N、H、O等School of Materials Science and Engineeringnull● 机械夹杂物一般提高颗粒硬度，降低粉末压制性能， 对材料韧性toughness，特别是冲击韧性impacting toughness 性影响显著。 ● 夹杂物在粉末中的分布状态distribution以及夹杂本身的形状shape对材料的力学性能影响不同 ● 表面吸附物影响颗粒活性，对粉末成形性和烧结性能影响明显。 School of Materials Science and Engineeringnull化学成分测定 针对不同成分，有多种方法：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： ● 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tray的质量；B—氢气中煅烧后残留remained物加烧舟的质量；C—烧舟的质量 ● 酸不溶物法—ISO-4496 School of Materials Science and Engineering（二）粉末的物理性能 Physical Properties （二）粉末的物理性能 Physical Properties 颗粒形状及结构（Particle shape and structure） 颗粒大小（粒度）及粒度组成 比表面积 颗粒密度 颗粒硬度 熔点 热学、 电学、 磁学、光学性质等School of Materials Science and Engineering1. 粉末颗粒形状（Particle shape） 1. 粉末颗粒形状（Particle shape） （1） 颗粒形状与制粉方法和制粉工艺密切相关，某些特定形状的粉末只能通过特定的方法生产。 ☻球形粉末-雾化法 Spherical powders ☻多孔粉末-还原法 Porous powders ☻树枝状粉末-电解法 Dendrite powders ☻片状粉末-研磨法 Plate powders 颗粒形状对粉末的工艺性能以及压坯和烧结体强度有显著影响School of Materials Science and Engineering（2）颗粒形状的分类 （定性描述 qualitative description）（2）颗粒形状的分类 （定性描述 qualitative description）Particle shape and the suggested qualitative descriptorsSchool of Materials Science and Engineering2. 粉末颗粒密度（Particle density） 2. 粉末颗粒密度（Particle density） ● 真密度: 粉末材料理论密度D1 ● 有效密度（比重瓶密度）：包含闭孔隙在内的密度D2 ● 似密度（表观密度）: 包含开、闭孔隙在内的粉末密度D3 D1= m/（V-V孔）= m/（V-V开-V闭） D2= m/（V-V开） D3= m/ V V—颗粒总体积； V孔—孔隙体积；V开、V闭—开、闭孔体积 D3