粉末冶金学(全套ppt课件)

粉末冶金学粉末冶金学1第1章粉末的制取第2章粉末性能及测定第3章成形第4章烧结第5章粉末冶金材料与制品第1章粉末的制取第2章粉末性能及测定第3章2第第0 0章章 绪绪 论论第0章绪论3 0-1 0-1 什么是粉末冶金粉末冶金: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，经过成型和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。由于生产工艺与陶瓷的生产工艺在形式上类似,又被称为金属陶瓷法。粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能0-1什么是粉末冶金粉末冶金:40-2 0-2 基本工序n 原料粉末的制取和准备原料粉末的制取和准备;n 成形成形将金属粉末制成所需形状的坯块将金属粉末制成所需形状的坯块,并使并使 其具有一定强度和密度其具有一定强度和密度;n 烧结烧结将坯块在物料主要组元熔点以下的温度将坯块在物料主要组元熔点以下的温度 进行烧结，使制品具有最终的物理、化进行烧结，使制品具有最终的物理、化 学和力学性能。学和力学性能。0-2基本工序原料粉末的制取和准备;50-3 0-3 粉粉末冶金发展历史公元3000年前,埃及人已经使用铁粉 公元300年，印度德里铁柱是用大约 6.5t 还原铁粉制成的。19世纪初，为制铂，粉冶重焕青春20世纪初，粉末冶金制取W20世纪40年代，欧洲开始生产Fe粉汽车工业推动了现代粉末冶金技术的进步新材料新工艺金属陶瓷、弥散强化材料、高速钢、超合金0-3粉末冶金发展历史公元3000年前,埃及人已经使用铁粉6粉粉末冶金发展历史(续1)德里城东南的大铁柱:高7.1米，重60吨，距今已有1500年的历史，任凭风吹雨淋，从不生锈。成分:除了铁之外，还有碳、硅、磷等冶金史上的一项成就。粉末冶金发展历史(续1)德里城东南的大铁柱:7粉粉末冶金发展历史(续2)粉末冶金发展中三个重要标志：是克服了难熔金属（如钨、钼等）熔铸 过程中产生的困难。是20世纪30年代用粉末冶金方法制取多 孔含油轴承取得成功。是向更高级的新材料新工艺发展。40年代，新型材料如金属陶瓷、弥散强化材料；60、70年代，粉末高速钢、粉末超合金相继出现。粉末冶金发展历史(续2)粉末冶金发展中三个重要标志：80-4 0-4 粉末冶金的特点 1、粉末冶金方法能生产用普通熔炼法无法生产的具有特殊性能的材料；2、粉末冶金方法生产的某些材料，与普通熔炼法相比，性能优越；0-4粉末冶金的特点1、粉末冶金方法能生产用普通熔炼法9粉末冶金的特点(续1)控制制品的孔隙度能利用金属和金属、金属和非金属的组 合效果，生产各种特殊性能的材料，如 钨、铜假合金型的电触头材料、金属和 非金属组成的摩擦材料等；能生产各种复合材料，例如，由难熔化 合物和金属组成的硬质合金和金属陶 瓷、弥散强化复合材料、纤维强化复合 材料等。粉末冶金的特点(续1)控制制品的孔隙度10粉末冶金的特点(续2)1）高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好。2）生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金法，如钨、钼等难熔金属。粉末冶金的特点(续2)1）高合金粉末冶金材料的性能比熔11粉末冶金的不足之处：粉末成本高粉末冶金制品的大小和形状受到一定的限制烧结零件的韧性较差 但是，随着粉末冶金技术的发展，这些问题正在逐步解决中，例如，等静压成形技术已能压制较大的和异形的制品；粉末冶金锻造技术已能使粉末冶金材料的韧性大大提高等等。粉末冶金的不足之处：粉末成本高但是，随着粉末冶金技术120-5 粉末冶金的应用材料成分：铁基粉末冶金 有色金属粉末冶金 稀有金属粉末冶金材料性能：多孔材料，致密材料 硬质材料，很软的材料 很轻的泡沫材料，重合金 磁性材料，其他性能材料材料类型：金属材料，复合材料 0-5粉末冶金的应用材料成分：铁基粉末冶金13粉末冶金产品图片3粉末冶金产品图片314粉末冶金产品图片5粉末冶金产品图片515粉末冶金产品图片6粉末冶金产品图片616粉末冶金产品图片7粉末冶金产品图片7170-7 粉末冶金专家黄培云10-7粉末冶金专家黄培云118粉末冶金专家黄培云2技术职称:教授 院 士:中国工程院院士出生日期:1917-08-23出生地点:福建 福州专业领域:金属材料;粉末冶金外 语:英语;德语;俄语;日语通讯地址:湖南省长沙市中南工业大学工作单位:中南工业大学职 务:学术顾问粉末冶金专家黄培云2技术职称:教授院士:中国工19粉末冶金专家黄培云3学 历:时 间:1934-1938学 校:清华大学所获学位:学士学士国 别:中国时 间:1941-1945学 校:麻省理工学院所获学位:科学博士博士国 别:美国粉末冶金专家黄培云3学历:时间:1934-193820粉末冶金专家黄培云4我国粉末冶金学科的主要创始人之一。创立了著名的粉末压制理论和烧结理论。研制成功多种用于核、航天、航空、电子等领域的粉末冶金材料。提出了非规则溶液活度系数的计算、模型、三元参数计算、三元系相图的方法及模型和多级快速凝固制取非晶、准晶和微晶金属粉末理论。多次获得国家及省部级奖励，获19861986年国家发明年国家发明奖一等奖奖一等奖。发表学术论文60余篇，专著两部。粉末冶金专家黄培云4我国粉末冶金学科的主要创始人之一。21粉末冶金专家黄培云5我国粉末冶金学科的启蒙者和创始人之一。创办了第1个粉末冶金专业(1954年，填补了我国高校专业设置的一项空白)，创建了第创建了第1 1个粉末个粉末冶金研究所冶金研究所(1979)(1979)。他亲自撰写教材、开设课程、制定教学计划，培养研究生，为国家培养了大量的科学技术人才，其中博士、硕士研究生80余人，本科生2000余名，都已成为我国粉末冶金领域的骨干力量。粉末冶金专家黄培云5我国粉末冶金学科的启蒙者和创始人之一。22粉末冶金专家黄培云6粉末冶金研究所，现已成为我国粉末冶金学科中心。在他的主持和领导下，共完成国家重点科研项目 300余项，其中获国家科技进步一等奖 3项、三等奖 2项；国家发明一等奖 1项、三等奖 1项，四等奖 1项；国家自然科学进步奖三等奖 1项、四等奖 1项；省部级奖 47项。这些科研成果被广泛应用于国防建设和国家重点工程上，先后 3次受到中共中央、国务院、中央军委的贺电和嘉奖。经过黄培云教授几十年的辛勤努力，中南大学粉末冶金研究院的科研学水平已被国内外同行所公认，国国家家计计委委先先后后批批准准以以该该所所为为依依托托建建设设“粉粉末末冶冶金金国国家家重重点点实实验验室室（1 1 9 9 8 8 8 8）”和和“粉粉末末冶冶金金国国家家工程研究中心工程研究中心”（19921992）。）。粉末冶金专家黄培云6粉末冶金研究所，现已成为我国粉末冶金学23粉末冶金专家黄培云7 黄培云教授不仅对我国 粉粉末末冶冶金金学学科科 的 创立和建设作出了突出贡献，而且在 粉粉末末冶冶金金和和材材料料科科学学 研究中取得了重大成就。他在 60年 代初就提出了著名的粉末冶金 烧烧结结过过程程的的综综合合作作用用理理论论，得到了国内外学者的广泛承认和验证。从60年 代 中 期 到 80年代初，黄培云教授对粉末压制理论进行了近20年的潜心研究。粉末冶金专家黄培云7黄培云教授不仅对我国粉末冶金学24粉末冶金专家黄伯云1黄伯云，男，汉族，1945年11月出生，湖南省南县人，中共党员，中共十六大、十七大代表。1969年毕业于中南矿冶学院，1980至1986年在美国 Iowa State University（爱阿华州立大学）攻读并获工学硕士、工学博士学位，1988年在美国Universityof Tennessee 完成博士后研究。1988年回国后一直在中南大学从事科研、教学工作。黄伯云教授1999年11月当选为中国工程院院士。现任中南大学教授、博士生导师，全国科协副主席，中国粉末冶金联合会主席，粉末冶金国家重点实验室主任、粉末冶金国家工程中心主任。粉末冶金专家黄伯云1黄伯云，男，汉族，1945年1125粉末冶金专家黄伯云2 黄伯云教授长期从事先进复合材料、高性能摩擦材料、高温结构材料、粉末冶金材料以及其它新材料的研究与开发。近年来，他共完成国家自然科学基金重点项目、国家 863高技术项目、国家 973重大基础研究项目和国家攻关项目 等 10余项，并获得国家技术发明一等奖 1项，技术发明二等奖 1项，科技进步二等奖 1项，科技进步三等奖 1项，国家级教学成果奖二等奖 2项，省部级一等奖6项。粉末冶金专家黄伯云2黄伯云教授长期从事先进复合材料26粉末冶金专家黄伯云3 其中，主主持持研研究究的的“高高性性能能炭炭/炭炭航航空空制制动动材材料料的的制制备备技技术术”，荣荣获获 2 20 00 04 4年年度度国国家家技技术术发发明明一一等等奖奖，结结束束了了该该奖奖项项连连续续六六年年空空缺缺的的历历史史；“高性能粉末冶金飞机刹车材料制造”，实现了某型飞机刹车材料的国产化，1997年获得国家技术发明二等奖。粉末冶金专家黄伯云3其中，主持研究的“高性能炭/炭27黄伯云说：“要搞就要搞第一的东西，要搞就要搞自主创新的东西。只有第一了，你才是原始的创新，你才是自主的创新，你才是自己的东西，否则我们就永远跟在人家的后面。”粉末冶金专家黄伯云4黄伯云说：“要搞就要搞第一的东西，要搞就要搞自主创新的东西。28粉末冶金专家黄伯云5“铁基、钨基复杂精细零部件注射成型技术铁基、钨基复杂精细零部件注射成型技术”，创造了一系列具有自主知识产权的新技术，为精密复杂零部件制造提供了整套关键技术，荣获20032003年度国家科技年度国家科技进步二等奖进步二等奖；研制的“钐-钴和铈钴铜铁磁性材料”成功应用于我国人造卫星人造卫星的关键通讯器件；他还获得了何梁何利科学与技术进步奖、留学回国人员成就奖、长沙市首届科学技术创新贡献奖、中国有色金属工业科技进步特别贡献奖和光召科技奖等奖励；并获得国家“中青年有突出贡献专家”、“2004中国十大科技新闻人物”、“全国五一劳动奖章”等荣誉称号。获国家授权发明专利10多项，发表EI、SCI论文80余篇，出版专著2部。粉末冶金专家黄伯云5“铁基、钨基复杂精细零部29黄伯云研制的飞机刹车片黄伯云研制的飞机刹车片30黄伯云研制航空制动材料黄伯云研制航空制动材料31第1章 粉末的制取第1章粉末的制取32粉末制取的要求要求：材质 外形 粒度方法：固态/液态/气态粉末状态粉末制取的要求要求：材质方法：固态/液态/气态粉末状态33粉末的制取方法粉末的制取方法(2)物理化学法：物理化学法：雾化法还原法电解法气相沉积法液相沉积法粉末的制取方法：粉末的制取方法：机械粉碎法机械粉碎法 物理化学法物理化学法(1)机械粉碎法：机械粉碎法：球磨法球磨法粉末的制取方法(2)物理化学法：粉末的制取方法：(1)机341-1 1-1 机械粉碎法机械粉碎法机械研磨：脆性材料塑性金属和合金旋涡研磨：冷气流粉碎：机械粉碎是靠压碎、击碎和磨削等作用，将块状金属或合金机械地粉碎成粉末的1-1机械粉碎法机械研磨：脆性材料塑性金属和合金旋涡研磨35滚筒式滚筒式行星式行星式振动式振动式机械法：球磨法滚筒式行星式振动式机械法：球磨法361-1-1 机械研磨法 1.球磨基本规律球和物料随球磨筒转速不同的三种状态图(a)低转速；(b)适宜转速；(c)临界转速泻落 抛落工作转速临界转速1-1-1机械研磨法1.球磨基本规律球和物料随球磨37湿磨的优点:可减少金属的氧化 可防止金属颗粒的再聚集和长大 可减少物料的成分偏析,并有利于成形剂的 均匀分散；加入表面活性物质时可促进粉碎作用 可减少粉尘飞扬，改善劳动环境。湿磨的优点:可减少金属的氧化382.影响球磨的因素球磨筒的转速：n工=0.6n临界细物料，n工=0.70.75n临界粗物料装球量:装填系数B=装球体积/球磨筒体积=0.40.5球料比:在B=0.40.5时装料量以填满球间空隙稍掩盖住球体表面为原则球的大小:d570时：Fe2O3Fe3O4浮斯体（FeOFe3O4）Fe3Fe2O3+C=2Fe3O4+CO(a)Fe3O4+C=3FeO+CO(b)FeO+C=Fe+CO(c)(2)当T570时：502.碳间接还原铁氧化物原理(1)当T570时：3Fe2O3+CO=2 Fe3O4+CO2(a)Fe3O4+CO=3FeO+CO2(b)FeO+CO=Fe+CO2(c)(2)当T570时：51碳间接还原状态图1-Fe3O4稳定区2-Fe稳定区3-FeO稳定区有固体碳存在时铁氧化物的还原有固体碳存在时铁氧化物的还原123碳间接还原状态图1-Fe3O4稳定区有固体碳存在时铁氧化物的52碳间接还原碳间接还原(续续)TT2:Fe稳定碳间接还原(续)T97%-98%脱碳作用：含C量0.4%-0.2%570时：Fe2O3Fe3O4浮斯体（FeOFe3O4）Fe3Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2O(a)Fe3O4+H2=3FeO+H2O(b)FeO+H2=Fe+H2O(c)(2)当T570时：66Fe-O-HFe-O-H2 2系系H H2 2%-T%-T关系图关系图DFe稳定区CFeO稳定区BFe3O4稳定区Fe-O-H2系H2%-T关系图DFe稳定区67(2)(2)氢还原法制取铁粉的工艺氢还原法制取铁粉的工艺(1)含铁72%，粒度0.840.04mm精矿物于回转窑干燥制480；(2)干燥后精矿物用氮气送入矿槽；(3)高压氢气将料送至还原反应器进行还原处理。还原反应器结构两个水平栅床层反应器下部：高压氢气上床层Fe2O3 Fe3O4 下床层Fe3O4 Fe(4)送去钝化处理(2)氢还原法制取铁粉的工艺(1)含铁72%，粒度0.8468氢还原法制取铁粉的工艺氢还原法制取铁粉的工艺氢还原法制取铁粉的工艺69氢氢-铁法的特点铁法的特点(1)采用较低的还原温度和较高的压力；(2)可用粉矿；(3)所得铁粉很钝，适用于生产粉末冶金铁基零件；(4)还原后气体带出一部分固体颗粒；(5)气体还原剂利用率低；氢-铁法的特点(1)采用较低的还原温度和较高的压力；702.2.氢气还原法制取钨粉氢气还原法制取钨粉 氢还原钨氧化物的基本原理氢还原钨氧化物的基本原理 影响钨粉粒度和纯度的因素影响钨粉粒度和纯度的因素2.氢气还原法制取钨粉氢还原钨氧化物的基本原理71(1)(1)氢还原钨氧化物的基本原理氢还原钨氧化物的基本原理钨的氧化物 稳定相黄色氧化钨(相)WO3蓝色氧化钨(相)WO2.90紫色氧化钨(相)WO2.72褐色氧化钨(相)WO2用氢还原三氧化钨过程的总反应为：(1)氢还原钨氧化物的基本原理钨的氧化物黄色氧化钨(相)72氢还原钨氧化物实际还原顺序 由于钨具有四种比较稳定的氧化物，还原反应实际上按以下顺序进行：上述四个反应和总反应都是吸热反应。温度平衡常数平衡气相中H2%因此，升高温度，有利于上述吸热反应进行。因此，升高温度，有利于上述吸热反应进行。氢还原钨氧化物实际还原顺序由于钨具有四种比较稳定的氧化73(2)(2)还原过程与氢浓度和温度的关系曲线还原过程与氢浓度和温度的关系曲线WOWO2 2 W W在在H H2 2O HO H2 2中的中的平衡随温度的变化平衡随温度的变化温度水蒸汽浓度即反应更彻底！低温下：要求H2非常干燥高温下：H20气浓度很高A点：H20%高于平衡浓度C点 故部分故部分W WO2W WO2 B点：H20%高于平衡浓度C点 W W不被氧化不被氧化,WO2 W,WO2 W(2)还原过程与氢浓度和温度的关系曲线WO2W在H74(3)(3)还原过程钨颗粒长大原因还原过程钨颗粒长大原因还原过程中，钨粉颗粒长大的机理，曾被认为是钨钨粉颗粒在高温下发生聚集再结晶的结果粉颗粒在高温下发生聚集再结晶的结果。实验证明：在干氢或在真空和惰性气氛中，即使钨粉煅烧到1200，也未发现颗粒长大。这说明聚集再结晶不是钨粉颗粒长大的主要原因。目前一般认为：还原过程中钨粉颗粒长大的机理是挥发挥发-沉积沉积引起的。温度WO3挥发性WO3的蒸气以气相被还原后沉积在已还原的低价氧化物或金属W粉的颗粒表面上使颗粒长大(3)还原过程钨颗粒长大原因还原过程中，钨粉颗粒长大的机理75分段还原法分段还原法分段还原法第一阶段(WO3WO2)：颗粒长大严重，应在低温下进行。第二阶段(WO3WO2)：颗粒长大趋势较第一阶段小，可在高温下进行。WO3的蒸气以气相被还原后沉积在已还原的低价氧化物或金属W粉的颗粒表面上使颗粒长大，由于的WO2挥发性比WO3的小，往往采用分段还原法分段还原法分段还原法分段还原法第一阶段(WO3WO2)：第二阶段(W76(4)影响钨粉粒度和纯度的因素 原料 氢气 还原工艺条件(4)影响钨粉粒度和纯度的因素原料771)1)原料原料WOWO3 3粒度的影响粒度的影响WO3粒度粒度H2WO4(钨酸钨酸)仲钨酸氨仲钨酸氨WO3 细，不规则聚集体细，不规则聚集体WO3 粗而均匀，针状、棒状粗而均匀，针状、棒状 由粗颗粒 WO3制造不出细颗粒的钨粉，只适于二次颗粒，而不适用于一次颗粒。二次颗粒：二次颗粒：粗颗粒粗颗粒WOWO3 3还原得还原得W W粉粉比细颗粒比细颗粒WOWO3 3所得所得W W粉粉粗。粗。一次颗粒：一次颗粒：粗颗粒粗颗粒WOWO3 3还原得还原得W W粉的粉的一次颗粒更细。一次颗粒更细。1)原料WO3粒度的影响WO3粒度H2WO4(钨酸)仲钨78原料WO3粒度的影响原料WO3粒度的影响791)1)原料原料WOWO3 3粒度的影响粒度的影响解释解释：WOWO3 3 粒度粗，松装容积小，水蒸汽易排出，排粒度粗，松装容积小，水蒸汽易排出，排出后，颗粒内部留下大量空隙，还原速度加快，出后，颗粒内部留下大量空隙，还原速度加快，一次颗粒不致长大一次颗粒不致长大细颗粒细颗粒WOWO3 3 还原后，水蒸汽浓度升高，生成的还原后，水蒸汽浓度升高，生成的钨核迅速长大，所以一次颗粒粗钨核迅速长大，所以一次颗粒粗1)原料WO3粒度的影响解释：WO3粒度粗，松装容积小，801)1)原料原料WOWO3 3含水量的影响含水量的影响 如果H H2 2WOWO4 4煅烧不充分，尚有少量的结晶水，或者空气湿度大，WOWO3 3存放过久会吸附水分过多，甚至严重结块，则还原过程中炉内水蒸气浓度增高，从而使钨粉粒度增大和粒度分布不均匀。正常的WOWO3 3粉应为柠檬黄色，用手抓时不能有硬粒存在，一般要求WOWO3 3中的水分0.5%。1)原料WO3含水量的影响如果H2WO4煅烧不充分811)原料WO3中杂质的影响 WO3 WO3中中三类杂质三类杂质 无论含量多少均产生不利影响；无论含量多少均产生不利影响；如：如：NaNa、MgMg、CaCa、SiSi、AsAs等等 含量较低时，对还原、碳化及硬质合金含量较低时，对还原、碳化及硬质合金性能影响不大，含量增大到一定程度时，性能影响不大，含量增大到一定程度时，使使W W粉、粉、WCWC粉颗粒长大；如：粉颗粒长大；如：Fe3O4Fe3O4、AsAs、S S等等 可抑制钨粉颗粒长大；如：可抑制钨粉颗粒长大；如：MoMo 、P P等等1)原料WO3中杂质的影响WO3中无论含量多少均产生82原料WO3中杂质的影响(续)Si：在在H2WO4或或WO3中以中以SiO2、H2SiO3形态存在，还原形态存在，还原 过程中过程中H2不易渗到颗粒深处，致使钨粉含氧量增高。不易渗到颗粒深处，致使钨粉含氧量增高。若提高还原温度来降低氧量，则若提高还原温度来降低氧量，则W粉粒度显著长大粉粒度显著长大。Na：当当WO3中中Na%0.1%Na%0.1%，促使，促使W粉粒度长大。原因：碱粉粒度长大。原因：碱 金属及碱土金属，多以氧化物形式存在于金属及碱土金属，多以氧化物形式存在于WO3中，中，在水蒸汽的作用下，形成熔点低的液相氢氧化钠，在水蒸汽的作用下，形成熔点低的液相氢氧化钠，使钨粉粘结成大颗粒使钨粉粘结成大颗粒。K、Ca、Mg：增大增大W粉粒度粉粒度，影响不如，影响不如Na大。大。Fe：易氧化的有害杂质。易氧化的有害杂质。Mo：抑制抑制W粉颗粒长大粉颗粒长大，使，使W粉粒度变细，但含量过高会粉粒度变细，但含量过高会 使硬质合金变脆，一般使硬质合金变脆，一般Mo%0.5%。原料WO3中杂质的影响(续)Si：在H2WO4或WO3中以832)2)氢气氢气氢气湿度氢气湿度氢气湿度湿度过大，还原速度减慢，还原不充分，钨粉颗粒变粗，钨粉含氧量上升。湿度过大，炉管内气态物质(H2O)增高，很细的W粉重新被氧成气态物质，当被氢重新还原时沉积在粗粒W粉上，使细钨粉减少，粗W粉增多。2)氢气氢气湿度氢气湿度湿度过大，还原速度减慢，还原不充分842)2)氢气氢气氢气流量氢气流量氢气流量氢气流量增大氢气流量，有利于还原反应的进行，增大氢气流量，有利于还原反应的进行，并且有利于排出还原产物水蒸气，可得细并且有利于排出还原产物水蒸气，可得细W粉。粉。减少氢气流量，还原反应不能充分进减少氢气流量，还原反应不能充分进行，钨粉含行，钨粉含O量升高。量升高。氢气流量如果过少，将带出物料，降氢气流量如果过少，将带出物料，降低金属实收率，并且易堵塞排气管道。低金属实收率，并且易堵塞排气管道。通常，通常，H2流量为理论量的流量为理论量的3倍。倍。2)氢气氢气流量氢气流量增大氢气流量，有利于还原反应的进行852)2)氢气氢气通氢方向通氢方向 一般生产中氢气的流向都与物料进行的一般生产中氢气的流向都与物料进行的方向相反，即所谓方向相反，即所谓逆流通氢逆流通氢。2)氢气通氢方向一般生产中氢气的流向都与物863)3)还原工艺条件还原工艺条件还原温度还原温度还原温度还原温度还原温度过低，还原不充分，钨粉含还原温度过低，还原不充分，钨粉含氧量上升。氧量上升。还原温度过高，会使钨粉颗粒长大。还原温度过高，会使钨粉颗粒长大。因为钨氧化物挥发性随温度升高而升因为钨氧化物挥发性随温度升高而升高，使高，使WO3过快进入高温区。过快进入高温区。3)还原工艺条件还原温度还原温度还原温度过低，还原不充分，873)3)还原工艺条件还原工艺条件推舟速度及舟中料层厚度推舟速度及舟中料层厚度料层厚度料层厚度料层太厚，反应产物料层太厚，反应产物(H(H2 2O)O)不易从料中排不易从料中排出，舟中深处粉末易氧化和长大。出，舟中深处粉末易氧化和长大。料层太厚，料层太厚，H H2 2不能顺利进入料层内部与不能顺利进入料层内部与物料作用，还原速度下降，导致物料作用，还原速度下降，导致WOWO3 3还原还原不透，结果不透，结果W W粉含粉含O O量升高，颗粒变粗，量升高，颗粒变粗，因此要适当控制料层厚度。因此要适当控制料层厚度。推舟速度：推舟速度：过快时，过快时，WOWO3 3在低温区来不及还原便进入高温区，在低温区来不及还原便进入高温区，使使W W粉颗粒长大或含氧量上升。粉颗粒长大或含氧量上升。3)还原工艺条件推舟速度及舟中料层厚度料层厚度料层太厚，反884)4)添加剂添加剂 还原时，加入适量添加剂，可阻碍还原时，加入适量添加剂，可阻碍W W粉粉颗粒长大。如：铼、钍、铬等。颗粒长大。如：铼、钍、铬等。4)添加剂还原时，加入适量添加剂，可阻碍W粉颗粒长大891-2-3 1-2-3 金属热还原法金属热还原法 金属热还原法主要应用于制取稀有金属（金属热还原法主要应用于制取稀有金属（TaTa、NbNb、TiTi、ThTh等），特别适于生产无碳金属等），特别适于生产无碳金属,也可制也可制取像取像Cr-NiCr-Ni这样的合金粉末。这样的合金粉末。还原可在还原可在常压常压下进行，也可在下进行，也可在真空真空下进行。下进行。常压热还原常压热还原 真空热还原真空热还原1-2-3金属热还原法金属热还原法主要应用于制取稀901.1.常压热还原常压热还原金属热还原的反应可用一般化学式来表示：还原剂应满足：稳定性MeXMeX1.常压热还原金属热还原的反应可用一般化学式来表示：还原剂91还原剂一般还应满足下列要求还原剂一般还应满足下列要求还原反应所产生的热效应较大，希望还原反应能依靠反应热自发地进行。形成的渣以及残余的还原剂应该容易用溶剂洗涤、蒸馏或其他方法与所得的金属分离开来钽、铌氟化物的还原用钙、钠、镁均可，但是实际应用的 是?还原剂与被还原金属不能形成合金或其他化合物。还原剂一般还应满足下列要求还原反应所产生的热效应较大，希望还92常用还原体系常用还原体系常用：Ca+TiO2,ThO2,UO2Na+Ta/Nb氟化物Ca/Mg/Na+Ta/Nb氯化物常用还原体系常用：Ca+TiO2,ThO2,UO2932.2.真空热还原真空热还原 多用于有色和稀有金属的生产，常用多用于有色和稀有金属的生产，常用NaNa、CaCa、AlAl、SiSi等来还原易挥发金属。等来还原易挥发金属。2.真空热还原多用于有色和稀有金属的生产，常941-3 1-3 电解法电解法电解法在粉末冶金中占有重要的地位，其生产规模在物理化学法中仅次于还原法：缺点：耗电多，成本高；粉末活性强，易被氧化。优点：纯度高，树枝状结构,粉末成形性 好，压坯强度高。电解制粉方法：电解制粉方法：(1)(1)水溶液电解水溶液电解(4)(4)液体金属阴极电解液体金属阴极电解(2)(2)熔盐电解熔盐电解(3)(3)有机电解质电解有机电解质电解1-3电解法电解法在粉末冶金中占有重要的地951-3-1 1-3-1 水溶液电解水溶液电解 水溶液电解法可生产铜镍、铁、银、锡、铅、铬、锰等金属粉末，在一定条件下可使几种元素同时沉积而制得Fe-Ni、Fe-Cr等合金粉末。1-3-1水溶液电解水溶液电解法可生产铜镍、铁、银961.1.电化学原理电化学原理(1)(1)电极反应电极反应电化学反应体系电化学反应体系:(-)Cu(-)Cu(粉粉)/CuSO)/CuSO4 4,H,H2 2SOSO4 4,H,H2 2O/Cu(O/Cu(纯纯)(+)(+)电极反应电极反应阳极：阳极：Cu-2e=CuCu-2e=Cu2+2+2OH2OH-2e=H-2e=H2 2O+1/2OO+1/2O2 2阴极：阴极：CuCu2+2+2e=Cu+2e=Cu 2H 2H+2e=H+2e=H2 21.电化学原理(1)电极反应电化学反应体系:电极反应阳97(2)(2)成粉条件成粉条件电解实验证实：电解实验证实：(1)(1)在阴极开始析出的是致密金属层在阴极开始析出的是致密金属层,阴极附近的阳离子阴极附近的阳离子浓度由原来的浓度由原来的C C降低到一定值降低到一定值CoCo时时才才开始析出松散的粉末开始析出松散的粉末.在低电流密度电解时在低电流密度电解时,Co,Co值通常是达不到的，因为离值通常是达不到的，因为离子的浓度减少会不断靠扩散而得到补充；只有采用子的浓度减少会不断靠扩散而得到补充；只有采用高电高电流密度时流密度时，阴极附近的阳离子浓度急剧下降，阴极附近的阳离子浓度急剧下降，经过很短经过很短时间就达到时间就达到CoCo值。值。要形成粉末，要形成粉末，电流密度和金属离子浓度电流密度和金属离子浓度起着关键作用。起着关键作用。(2)成粉条件电解实验证实：98金属离子浓度与至阴极距金属离子浓度与至阴极距离的关系离的关系 (2)(2)当通电时，只是在距阴极表面距离当通电时，只是在距阴极表面距离h h以内的阳离子以内的阳离子于阴极析出于阴极析出。金属离子浓度与至阴极距离的关系(2)当通电时，只是在距阴99(1)(1)假定假定1 1秒钟后开始析出粉末，则成粉条件：秒钟后开始析出粉末，则成粉条件：(2)(2)假定假定2525秒钟后开始析出粉末，则成粉条件：秒钟后开始析出粉末，则成粉条件：(1)假定1秒钟后开始析出粉末，则成粉条件：(2)假定25秒100i-ci-c关系图关系图(2)(2)成粉条件成粉条件(续续)-i-c)-i-c关系图关系图 粉末区域粉末区域 过渡区域过渡区域 致密沉积物区致密沉积物区由图可知：由图可知：粉末区：粉末区：iKc,iKc,高电流密度高电流密度i i和低阳离子浓度和低阳离子浓度c c致密沉淀物区：致密沉淀物区：i i0.2Kc,0.2Kc,低低i i和高阳离子浓度和高阳离子浓度c ci-c关系图(2)成粉条件(续)-i-c关系图粉101一些常用盐类的一些常用盐类的a a值和值和K K值值一些常用盐类的a值和K值1022.2.影响粉末粒度和电流效率的因素影响粉末粒度和电流效率的因素(1)电解液组成电解液组成1)Men+的影响的影响2)酸度的影响酸度的影响(H+浓度浓度)3)添加剂添加剂（2）电解条件）电解条件1)电流密度的影响电流密度的影响2)电解液温度的影响电解液温度的影响3)电解时搅拌的影响电解时搅拌的影响4)刷粉周期的影响刷粉周期的影响2.影响粉末粒度和电流效率的因素(1)电解液组成1)Me103(1)(1)电解液组成电解液组成1)Me1)Men+n+的影响的影响CuCu2+2+愈低，粉末颗粒愈细愈低，粉末颗粒愈细。因为，在其他条件不变。因为，在其他条件不变时，时，CuCu2+2+愈低，扩散速度慢，过程为愈低，扩散速度慢，过程为扩散所控制扩散所控制，也，也就是说向阴极扩散的金属离子量愈少，成核速度远远大就是说向阴极扩散的金属离子量愈少，成核速度远远大于晶体长大速度，故粉末愈细；如果提高于晶体长大速度，故粉末愈细；如果提高CuCu2+2+浓度，浓度，则相应地则相应地扩大了致密沉积物的区域扩大了致密沉积物的区域，使粉末变粗。，使粉末变粗。注：其他条件：H2SO4130g/L，电流密度18A/dm2温度561，电解时间20min(1)电解液组成1)Men+的影响Cu2+愈低，粉104(1)(1)电解液组成电解液组成-1)Me1)Men+n+的影响的影响(续续)铜离子浓度对电流效率的影响铜离子浓度对电流效率的影响1经过经过30min取粉；取粉；2经过经过20min取粉取粉CuCu2+2+浓度浓度电流效率电流效率因为因为CuCu2+2+浓度增加，浓度增加，有利于提高阴极的有利于提高阴极的扩散电流扩散电流，从而有，从而有利于铜的沉积，可利于铜的沉积，可提高电流效率。提高电流效率。(1)电解液组成-1)Men+的影响(续)铜离子浓度对电1052)2)酸度的影响酸度的影响(H(H+浓度浓度)硫酸浓度对电流效率的影响硫酸浓度对电流效率的影响(1)(1)一般认为，若在阴一般认为，若在阴极上极上H H与与MeMe同时析出，同时析出，则有利于得到则有利于得到松散粉末松散粉末。(2)H+对电流效率的对电流效率的影响：一般认为，提影响：一般认为，提高酸度有利于高酸度有利于H析出，析出，电流效率下降电流效率下降。2)酸度的影响(H+浓度)硫酸浓度对电流效率的影响(1)一1063)3)添加剂添加剂添加剂添加剂电解质添加剂电解质添加剂：非电解质添加剂非电解质添加剂：胶体（动物胶，树胶）胶体（动物胶，树胶）尿素，葡萄糖等表面活性剂尿素，葡萄糖等表面活性剂 作用是提高电解质导电性作用是提高电解质导电性或控制或控制PH值在一定范围内。值在一定范围内。可吸附在晶粒表面上阻止其长大，金属可吸附在晶粒表面上阻止其长大，金属离子被迫又建立新核，促使得细粉末。离子被迫又建立新核，促使得细粉末。3)添加剂添加剂电解质添加剂：非电解质添加剂：胶体（动物胶107粉末与致密物的电解条件粉末与致密物的电解条件粉末与致密物的电解条件108（2 2）电解条件）电解条件-1)-1)电流密度的影响电流密度的影响电流密度越高，粉末愈细（2）电解条件-1)电流密度的影响电流密度越高，粉末愈细109(2)(2)电解条件电解条件-1)-1)电流密度的影响电流密度的影响i提高槽电压升高电流效率降低(2)电解条件-1)电流密度的影响i提高1102)2)电解液温度的影响电解液温度的影响T升高，扩散速度提高，晶粒长大速度增加，粉末变粗T升高，电流效率略有增加2)电解液温度的影响T升高，扩散速度提高，晶粒长大速度增加1113)3)电解时搅拌的影响电解时搅拌的影响搅拌速度高，粒度组成中粗颗粒的含量增加搅拌速度高，粒度组成中粗颗粒的含量增加3)电解时搅拌的影响搅拌速度高，粒度组成中粗颗粒的含量增加112刷粉周期短有利于生成细粉4)4)刷粉周期的影响刷粉周期的影响刷粉周期短有利于生成细粉4)刷粉周期的影响1133.3.电解法制取铜粉工电解法制取铜粉工艺流程艺流程3.电解法制取铜粉工艺流程1141-3-2 1-3-2 熔盐电解法熔盐电解法 熔盐电解法可以制取 Ti、Zr、Ta、Nb等纯金属粉末，也可以制取如 Ta-Nb等合金粉末以及各种难熔化合物（如碳化物、硼化物和硅化物等）粉末。熔盐电解比水溶液电解困难大得多。温度较高，故操作困难，产物与熔盐的挥发损失增加，而且还会产生副反应和二次反应。把产物与熔盐分开有很多困难电流效率较低。1-3-2熔盐电解法熔盐电解法可以制取1151-4 1-4 雾化法雾化法雾化法属于机械制粉法，是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法，应用较广泛，生产规模仅次于还原法。雾化法是一种典型的物理制粉方法，是通过高压雾化介质，如气体或水强烈冲击液流，或通过离心力使之破碎、冷却凝固来实现的。制造过滤器用的球形粉末目前几乎全是采用雾化法生产。1-4雾化法雾化法属于机械制粉法，1161-4-11-4-1 雾化机理雾化机理雾化雾化聚并聚并凝固凝固外力冲击相互接触冷却1-4-1雾化机理雾化聚并凝固外力冲击相互接触冷却117 雾化过程是一个复杂过程，按雾化过程是一个复杂过程，按雾化介质雾化介质与与金属液流金属液流的相互的相互作用的实质，既有作用的实质，既有物理物理-机械作用机械作用，又有，又有物理物理-化学变化化学变化。能量交能量交换换物理物理-机械作用机械作用雾化介质雾化介质金属液流金属液流动能动能表面能表面能热量交热量交换换雾化介质雾化介质金属液流金属液流接受热量接受热量部分热量部分热量动力源动力源冷却剂冷却剂物理物理-化学作用化学作用雾化过程雾化过程液体金属液体金属冷却过程冷却过程粘度和表面张力粘度和表面张力雾化介质雾化介质液体金属液体金属成分改变成分改变发生变化发生变化化学作用化学作用氧化氧化脱碳脱碳雾化过程是一个复杂过程，按雾化介1181-4-2 1-4-2 分类分类液体金属的击碎制粒法(0.51mm)雾化法1mm 粉末体粉末体 (powder)0.1m0.1m1mm1mm胶 体(collid)0.1m 粉末体，简称粉末，是由大量的粉末颗粒组成的一种分散体系，其中的颗粒彼此可以分离，或者说，粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。2-1粉末及粉末性能2-1-1粉末体通常把固态物质按分153粉末体与致密体的区别空隙 形状流动性最小实体粉末体 致密体单颗粒 晶粒有无不固定固定有无粉末体与致密体的区别空隙1542-1-2 2-1-2 粉末颗粒粉末颗粒(Powderparticles)1.颗粒聚集状态2.颗粒结晶构造3.表面状态2-1-2粉末颗粒(Powderparticles)11551.颗粒聚集状态粉末中能分开并独立存在的最小实体单颗粒以某种方式聚集构成二次颗粒，其中的原始颗粒称为一次颗粒单颗粒(singleparticle)二次颗粒(Secondaryparticle)一次颗粒(Firstlyprimaryparticle)1.颗粒聚集状态粉末中能分开并独立存在的最小实体单颗粒以某种156团粒(Agglomerates)絮凝体(garrulous)由单颗粒或二次颗粒靠范德华引力粘结而成的，其结合强度不大在粉末悬浊液中，由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒团粒(Agglomerates)絮凝体(garrulo157聚集颗粒示意图a单颗粒b二次颗粒a2一次颗粒c晶粒 颗粒聚集状态颗粒聚集状态示意图示意图聚集颗粒示意图a单颗粒b二次颗粒a2一次颗粒c晶粒1582.2.颗粒结晶构造颗粒结晶构造粉末颗粒实际结构的复杂性还表现为晶体的严重不完整性，即存在许多结晶缺陷，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。因此，粉末总是贮存了较高的晶格畸变能，具有较高的活性。颗粒具有多晶结构2.颗粒结晶构造粉末颗粒实际结构的复杂性还表现为晶体的严1593.3.表面状态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，内表面也相当大外表面外表面: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；内表面内表面: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3.表面状态粉末颗粒细，有发达的外表面；外表面:颗粒表160举例举例超细铝粉(粒度为2060nm)的比表面高达70m2/g，其氧化膜层占质量的16%18%。粉末冶金工业用的铁、铜、钨等金属粉末，在技术标准中都规定了氧含量，其中包括表面吸附和氧化膜中的氧。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。因而，超细粉末容易自发地聚集成二次颗粒，在空气中极易氧化或自燃。举例超细铝粉(粒度为2060nm)的比表面高达71612-1-3 2-1-3 粉末性能粉末性能化学成分(Chemicalcomposition)物理性能(Physicalfeatures)工艺性能(Operationalfeatures)2-1-3粉末性能化学成分(Chemicalcompo1621.1.化学成分化学成分金属的含量杂质的含量库仑分析仪：测定全氧量氢损法：测定可被氢气还原的那部分氧含量金属粉末的氧含量氢损值=A粉末试样(5g)加烧舟的质量B氢中煅烧后残留物加烧舟的质量C烧舟的质量1.化学成分金属的含量库仑分析仪：测定全氧量金属粉末的氧含163氢损法氢损法如果在分析条件下粉末有脱碳、脱硫反应及金属挥发(Pb、Zn、Cd)时，测得的值实际氧含量如果粉末中有在分析条件下不被氢所还原的氧化物(SiO2、CaO、Al2O3)，则测得的值实际的氧含量氢损法如果在分析条件下粉末有脱碳、脱硫反应及金属挥发(Pb、1642.2.物理性能物理性能颗粒形状与结构颗粒大小和粒度组成比表面积颗粒的密度显微硬度光学和电学性质熔点、比热容、蒸气压等热学性质X射线、电子射线的反射和衍射性质，磁学半导体性质2.物理性能颗粒形状与结构熔点、比热容、蒸气压等热学性质1651)1)颗粒形状颗粒形状规则形状规则形状不规则形状不规则形状PorousSpongePlatepowdersDendriteIrregularSphereangularIrregularsimilarsphere1)颗粒形状规则形状PorousSpongePlate166ParticleshapeandthesuggestedqualitativedescriptorsParticleshapeandthesuggest167颗粒形状与生产方法的关系颗粒形状与生产方法的关系颗粒形状主要由粉末的生产方法决定，同时也与物质的分子或原子排列的结晶几何学因素有关。颗粒形状直接影响粉末的流动性、松装密度、气体透过性，另外对压制性与烧结体强度也有显著影响。颗粒形状与生产方法的关系颗粒形状主要由粉末的生168ScanningelectronmicrographofelectrolyticcopperpowdershowtypicaldendriticshapeScanningelectronmicrographo169球形,针形,树枝形,粒状,片形,瘤状,多角形,海绵形,不规则形,等九种.Sphere，Needle，Dendrite Dendrite，Plate，Particle，Nodular，angular，Sponge Irregular 粉末冶金学(全套ppt课件)1702)颗粒的密度真密度真密度实际上就是粉末的固体密度；开孔/半开口孔与颗粒外表面相通颗粒内不与外表面相通的潜孔闭孔truedensity2)颗粒的密度真密度真密度实际上就是粉末的固体密度；开171有效密度又称为比重瓶密度有效密度又称为比重瓶密度172比重瓶密度比重瓶密度F1：比重瓶质量；F2：比重瓶加粉末的质量；F3：比重瓶加粉末和充满液体后的质量；液：液体的密度；V：比重瓶的规定容积。比重瓶密度F1：比重瓶质量；1733)显微硬度(Microhardness)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组元的含量以及晶格缺陷的多少，因此代表了粉末的塑性。用不同方法生产同一种金属的粉末，显微硬度是不同的。粉末纯度愈高，则硬度愈低粉末纯度愈高，则硬度愈低。3)显微硬度(Microhardness)1743.3.工艺性能工艺性能工艺性能也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）。松装密度松装密度(apparentdensity)振实密度振实密度(packingdensity)流动性（流动性（flowability）压缩性与成形性压缩性与成形性(compressibilityandformability)(Operationalfeatures)3.工艺性能工艺性能也主要取决于粉末的生产方法1751)1)松装密度与振实密度松装密度与振实密度将粉末装于振动容器中，在规定条件下，经过振动后测得的粉末密度松装密度是粉末在规定条件下自然充填容器时，单位体积内的粉末质量，单位为g/cm3。振实密度一般振实密度比松装密度高一般振实密度比松装密度高20%50%1)松装密度与振实密度将粉末装于振动容器中，在规定条件下，176松装密度测定装置松装密度测定装置177振动使粉末颗粒堆积紧密，但粉末体内仍存在大量的pores，所占体积称为porousvolume空隙体积。空隙体积与粉末体的表观体积之比称为孔隙度；孔隙度孔隙度Porosityincludeporesintheparticleandbetweentheparticles振动使粉末颗粒堆积紧密，但粉末体内仍存在大量的po178影响松装密度与振实密度的因素松装密度是粉末自然堆积的密度，它取决于颗粒间的粘附力(viscosityadhesion)、相对滑动的阻力(theresistanceofsliding)、粉末体孔隙被小颗粒填充的程度(particlepacking)影响松装密度与振实密度的因素松装密度是粉末自然179影响因素(a)粉末颗粒形状愈规则，其松装密度就愈大；颗粉末颗粒形状愈规则，其松装密度就愈大；颗粒表面愈光滑，松装密度也愈大。粒表面愈光滑，松装密度也愈大。三种颗粒形状不同的铜粉的密度影响因素(a)粉末颗粒形状愈规则，其松装密度就愈大；180颗粒形状对松装密度的影响颗粒形状对松装密度的影响1球形2近球形3不规则形状4树枝状球形粉类球形不规则形树枝形sphere-similarsphere-irregular-dentritical颗粒形状对松装密度的影响1球形球形粉类球形不规则形树181(b)粉末颗粒愈粗大，其松装密度就愈大细粉末易“搭桥”和互相粘附，妨碍颗粒相互移动，故松装密度减小。(b)粉末颗粒愈粗大，其松装密度就愈大细粉末易“182（c)粉末颗粒越致密，松装密度就越大。表面氧化物的生成提高了粉末的松装密度（c)粉末颗粒越致密，松装密度就越大。表面氧化物的生成提高183(d)粉末粒度范围窄的粗细粉末，松装密度都较低。当粗细粉末按一窄比例混合均匀后，可获得最大松装密度。此时，粗颗粒之间的大孔隙可被一部分细颗粒所填充。(d)粉末粒度范围窄的粗细粉末，松装密度都较低。当184粗粉与细粉混合对密度的影响粗粉与细粉混合对密度的影响1-松装密度2-振实密度粗粉与细粉混合对密度的影响1-松装密度1852)流动性（Flowability）粉末流动性是50g粉末从标准的流速漏斗流出所需的时间，单位为s/50g.俗称为流速。安息角naturalangleofreposea.流动性差的粉末；b.流动性好的粉末2)流动性（Flowability）粉末流动性是186影响因素:颗粒间的摩擦（frictionamongtheparticles）颗粒性质颗粒性质形状复杂，表面粗糙，流动性差resultinginpoorflowability理论密度增加，比重大，流动性增加粒度组成，细粉增加，流动性差流动性受颗粒间粘附作用的影响颗粒表面如果吸附水分、气体或加入成形剂会减低粉末的流动性。影响因素:颗粒表面如果吸附水分、气体或加入1873)压缩性与成形性(压制性)compressibilityandformability成形性(formation ability)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，或者用压坯的强度来衡量。压缩性（compressiveability/compressibility）是金属粉末在规定的压制条件下被压紧的能力。在规定的模具和润滑条件下加以测定，用在一定的单位压制压力(50MPa)下粉末所达到的压坯密度表示。3)压缩性与成形性(压制性)compressibility188影响压缩性的因素(P111)l颗粒的塑性或显微硬度。l颗粒形状和结构l密度减少时（空隙增加）压缩性差松装密度:雾化粉还原粉压缩性:雾化粉还原粉塑性金属粉末比硬、脆材料粉末球磨的金属粉末，退火后塑性改善，压缩性提高。irregularpowderwithpoorcompressibility影响压缩性的因素(P111)颗粒的塑性或显微硬度。松装密度:189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。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。影响因素:颗粒之间的啮合与间隙压坯强度:还原铁粉雾化铁粉smallerparticle，goodformability,poorcompressibility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。1902-2 粉末粒度及其测定particle size and measurement2-2粉末粒度及其测定particlesizeand1912-2-1 2-2-1 粒度和粒度组成粒度和粒度组成粒度(粒径)：以mm或um表示的颗粒的大小称为颗粒直径,简称粒径或粒度粒度组成：用具有不同粒径的颗粒占全部(粒度分布)粉末的百分含量表示。（不同粒径的颗粒在粉末总量中所占的百分数）单颗粒粉末体particlesizeandsizecomposition又称粒度分布sizedistribution2-2-1粒度和粒度组成粒度(粒径)：以mm或um表示的颗1922-2-2 2-2-2 粉末粒度划分粉末粒度划分级别级别粉末的粒度和粒度组成主要与粉末的制取方法和工艺条件有关。粉末的粒度和粒度组成直接影响其工艺性能，从而对粉末的压制与烧结过程以及最终产品的性能产生很大影响。2-2-2粉末粒度划分级别粉末的粒度和粒度1932-2-3 粒径基准(sizebasicrule)规则球形颗粒：近球形、等轴状颗粒：多数粉末的颗粒形状不对称：用直径表示的颗粒大小称粒径。用球的直径或投影圆的直径用最大长度方向的尺寸代粒径，其误差也不大。最好用长、宽、高三维尺寸的某种平均值来度量2-2-3粒径基准(sizebasicrule)规则球194(1)(1)几何学粒径几何学粒径 ：(2)(2)当量粒径当量粒径 ：(3)(3)比表面粒径比表面粒径 ：(4)(4)衍射粒径衍射粒径 ：粒径基准粒径基准(4(4种种)P66)P66用显微镜投影几何学原理测得用显微镜投影几何学原理测得用沉降法、离心分离法或水力学方法测得用沉降法、离心分离法或水力学方法测得用吸附法、透过法测得用吸附法、透过法测得基于光和电磁波的衍射现象所测得基于光和电磁波的衍射现象所测得(1)几何学粒径：(2)当量粒径：(3)比表面粒1952-2-4 粒度分布基准(4种)粒度的统计分布可选择四种不同的基准：(1)(1)个数基准分布个数基准分布：以每一粒径间隔内的颗粒数占以每一粒径间隔内的颗粒数占全部颗粒全部颗粒 总数总数 中的个数表示，中的个数表示，又称又称频度分布频度分布(2)(2)长度基准分布长度基准分布：以每一粒径间隔内的颗粒总长以每一粒径间隔内的颗粒总长度占全部度占全部 颗粒长度总和颗粒长度总和 中的中的多少表示。多少表示。(3)(3)面积基准分布面积基准分布：以每一粒径间隔内的颗粒总面以每一粒径间隔内的颗粒总面积占全部