粉末的化学成分及性能

尺寸小于1毫米离散颗粒的聚集体通常称为粉末，其测量单位通常为微米(μ；m)或纳米(nm)。

1.粉末的化学成分

常用的金属粉末有铁、铜、铝及其合金粉，杂质和气体含量不能超过1% ~ 2%，否则会影响产品质量。

2.粉末的物理性质

(1)粒度和粒度分布

粉末中能被分离并独立存在的最小实体是单个颗粒。实际粉末往往是团聚颗粒，即二次颗粒。图7.1.1描述了几个初级粒子聚集成次级粒子。实际粉末颗粒中不同尺寸的百分比是颗粒尺寸分布。

⑵颗粒形状

也就是粉末颗粒的外观几何。常见的有球形、柱状、针状、板状、片状，可通过显微镜观察确定。

(3)比表面积

即单位质量粉末的总表面积，可以实际测量。比表面积影响粉末的表面性质，如表面能、表面吸附和团聚。

3.粉末的工艺性能

粉末的技术性能包括流动性、填充特性、可压缩性和可成形性。

(1)填充特性

是指粉末在没有外界条件的情况下，自由堆积时的紧密程度。它用体积密度或堆积密度来表示。粉末的填充特性与颗粒的尺寸、形状和表面性质有关。

(2)流动性

指粉末的流动能力，通常用50g粉末从一个标准漏斗中流出所需要的时间来表示。流动性受颗粒粘附力的影响。

(3)压缩性

它表示粉末在压制过程中被压实的能力。用在规定单位压力下达到的生坯密度来表示。它是在指定的润滑条件下在标准模具中测量的。影响粉末可压缩性的因素是颗粒的塑性或显微硬度，塑性金属粉末的可压缩性优于硬脆材料。颗粒的形状和结构也影响粉末的可压缩性。

(4)成形性是指粉末压制后压坯保持给定形状的能力。它用粉末成型时的最小单位压制压力来表示，或者用压坯的强度来衡量。成形性受颗粒形状和结构的影响。

粉末冶金机理

1.抑制机制

压制是将模具或其他容器中的粉末在外力作用下压制成预定形状和大小的过程。钢材的冷压成型过程如图7.1.2所示。粉末被装载到阴模中，并被上模和下模压制。在压缩过程中，随着粉末的运动和变形，较大的空间隙被填充，颗粒表面的氧化膜被破坏，颗粒间的接触面积增大，从而产生原子间的引力，增强颗粒间的机械楔入，形成具有一定密度和强度的压坯。

2.均衡压制

压力直接作用于粉末体或弹性模套，使粉末体同时在各个方向均匀受压，得到密度分布均匀、强度高的压坯。按其特性可分为冷等静压和热等静压。

(1)冷等静压

即在室温下用液体作为压力传递介质的等静压。将粉末放入弹性模具中，置于钢制密封容器中，用高压泵将液体压入容器中。利用液体压力传递均匀的特点，使弹性模具中的粉末均匀受压。因此，冷等静压因其密度高、均匀性好、力学性能好、尺寸大、形状复杂而被用于生产棒材、管材和大型制品。

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