Физические свойства порошков

Форма частиц. Форма частиц порошка зависит от способа его получения и может быть самой разнообразной. Первичная форма частиц видоизменяется при последующей обработке-отжиге, размоле, грануляции, сфероидизации и т. д.

Форма частиц оказывает влияние на насыпную массу и прессуемость порошка и, следовательно, - на плотность, прочность и однородность прессовки. Наибольшую прочность прессовки дают порошки с дендритной формой частиц. Упрочнение в этом случае достигается не только действием сил сцепления, но и чисто механическими причинами - заклиниванием частиц, переплетением выступов и ответвлений.

Размер частиц и гранулометрический состав порошка. Дляполучения изделий заданной пористости и прочности необхо­дим порошок с определенными размерами частиц. Размер частиц, получаемых различными методами, колеблется от долей микрометра до сотен микрометров. Самый широкий диапазон по размерам частиц имеет место у порошков, получаемых восстановлением, электролизом, распылением, закалкой из расплава. Относительное содержание фракций частиц раз­личной крупности называетсягранулометрическим составом порошка. Для определения гранулометрического состава используют различные методы анализа: ситовой, микроскопический, седиментационный, кондуктометрический, рентгеноструктурный, центробежный.

Одной из важных физических характеристик порошков яв­ляетсяудельная поверхность частиц, которая колеблется в пределах от 0,01 м² /г до нескольких м²/г. Эта характеристика поз­воляет определить степень газонасыщенности порошка, по­верхность частиц, прогнозировать спекание данных порошков и т. д. Удельная поверхность - это сумма поверхностей всех частиц порошка в его определенном количестве.

В основном, удельную поверхность определяют с помощью методов газовой проницаемости и адсорбции паров и газов. Широко применяется определение удельной поверхности по скорости фильтрации газа или жидкости через слой порошка. В настоящее время в основном используется метод адсорбции паров метанола и низкотемпературная адсорбция азота (метод БЭТ). Второй метод - метод высокой точности, но практически не применяется в производственных условиях из-за трудоемкости и сложно­го аппаратурного оформления. В настоящее время получает широкое распространение более простой, и не менее точный динамический метод, основанный на тепловой десорбции аргона, характеризующийся быстротой, доступностью вспомогательных материалов, простотой применяемой аппаратуры, надежностью и безопасностью в работе.

Плотность порошков. Основным методом определения плотности частиц является пикнометрический. Пикнометрическая (истинная) плотность порошка зависит от внутренней пористости.

Для повышения точности определения применяют вакуумные пикнометры, позволяющие вакуумировать находящиеся в них порошки и жидкости. Измерение пикнометрической плотности следует проводить для каждой партии порошка, т. к. изменение технологических режимов получения и длительное хранение порошков могут привести к существенному изменению плотности.

Микротвердость частиц. Деформируемость материала в известной степени связана с такой его характеристикой, как твердость. Пластичность частиц в значительной степени определяет степень уплотнения при прессовании, прочность брикетов, необходимую мощность прессового оборудования, возможность увеличения срока эксплуатации прессформ и т. п. Удобной мерой пластичности частиц является микротвердость. Если при измерении наблюдается большой разброс результатов, то это связано, как правило, с наличием внутренних пор в частицах порошка. Угол естественного откоса– угол, образованный поверхностью конуса свободно насыпанного порошка и горизонтальной плоскостью в его основании (25-70⁰). Он характеризует равновесное состояние порошка при отсутствии воздействия на него внешних факторов.