WŁASNOŚCI
FIZYCZNE
PROSZKÓW

SPIS TREŚCI

1. Wstęp
2. Własności fizyczne
3. Charakterystyka własności cząstki proszku
3.1 kształt cząstek proszku
3.2 wielkość cząstek proszku
4. Charakterystyka własności zbioru cząstek
proszku
4.1 gęstość
4.2 rozkład wielkości cząstek
4.3 powierzchnia właściwa
5. Literatura

WSTĘP

Badanie własności proszków należy traktować jako
uzupełnienie procesów wytwarzania proszków.

Otrzymywanie wyrobów odpowiadających wysokim
wymaganiom nie jest możliwe bez kontroli ich
produkcji, a w szczególności kontroli i poznania
własności surowców-proszków metali.

Znajomość własności proszków jest niezbędnym
warunkiem prawidłowego opracowania technologii
produkcji części spiekanych.

WŁASNOŚCI FIZYCZNE

a) odnoszące się do pojedynczej cząstki :

kształt
wielkość

b) odnoszące się do zbioru cząstek :

gęstość
rozkład cząstek
powierzchnia właściwa

KSZTAŁT

Dostarcza informacji o sposobie rozłożenia w
przestrzeni całej ilości materii , która tworzy
cząstkę.

Kształt cząstek proszku zmienia się w
zależności od metody jego wytwarzania

, co

oznacza że warunki powstawania proszku
decydują o kształcie jego cząstek.

Metody określania kształtu cząstki

a) metoda Hausnera

na konturze cząstki proszku widzianej w mikroskopie
optycznym lub elektronowym opisuje się prostokąt, którego
powierzchnia jest najmniejsza; rzutowanie cząstki na
prostokąt tak by jej środek ciężkości był najniżej względem
płaszczyzny.

a,b – długości boków prostokąta

A – pole powierzchni rzutu cząstki

C – długość obwodu

metoda opiera się na wyznaczeniu trzech wskaźników

b) metoda Fouriera (matematyczna)

kontur cząstki opisywany odpowiednią ilością
współczynników Fouriera a następnie przetwarzany z zapisu
matematycznego na obraz graficzny za pomocą komputera ;
dokładność odwzorowania wzrasta wraz ze zwiększeniem
liczby współczynników

n

p

-

liczba punktów konturu

n

k

- liczba współczynników Fouriera

c) metoda opisowa (subiektywna)

opis kształtu ; metoda określania kształtów na
podstawie obrazów (uzyskanych przy użyciu
mikroskopów) bez wartości liczbowych.

Metoda wytwarzania

proszku

Kształt cząstki

metoda karbonylkowa

kulisty

Metoda wytwarzania

proszku

Kształt cząstki

rozpylanie

globularny , zaokrąglony

Metoda wytwarzania

proszku

Kształt cząstki

redukcja tlenków

gąbczasty , nieregularny

Metoda wytwarzania

proszku

Kształt cząstki

elektroliza

dendrytyczny

Metoda wytwarzania

proszku

Kształt cząstki

kruszenie

mielenie

odłamkowy

płatkowy

WIELKOŚĆ

Świadczy o ilości materii tworzącej cząstkę.

Cząstki proszków metali, które nie zostały poddane
specjalnym zabiegom posiadają na ogół

kształt

nieregularny

.

precyzyjne określenie wielkości jest niemożliwe

Wykorzystując metody określenia wielkości cząstek
proszków na podstawie pomiarów różnych wielkości
fizycznych najczęstszym wymiarem podawanym jest

średnica zastępcza

Określenie „średnicy” cząstek proszku o nieregularnym
kształcie powinno być dokonane taką metodą , by uzyskany
wynik miał

praktyczne znaczenie

z uwagi na zastosowanie

proszków.

przykład

: określnie średniej średnicy rzutowej cząstek 

proszki do wyrobu farb
średnica powierzchniowo-objętościowa  proszki stosowane
do cementacji

Metody określenia wielkości cząstek
proszków

1

. analiza sitowa

(rozmiar cząstki proszku większy niż

0,04 mm)
2.

analiza mikroskopowa

mikroskop optyczny: cząstki proszku wielkości 0,3÷100
μm
mikroskop elektronowy : 1÷10¯³μm
3.

analiza sedymentacyjna

(cząstki proszku mniejsze niż

0,09 mm)

GĘSTOŚĆ

Gęstość cząstek proszku może znacznie odbiegać od gęstości
litego metalu lub stopu , z którego je wytworzono.
Pomiar gęstości dostarcza informacji i strukturze.

Rodzaje gęstości:

a)

piknometryczna

(teoretyczna) – stosunek masy do objętości

rzeczywistej (objętość całkowita pomniejszona o objętość
porów)
b)

pozorna

– stoduenk masy do objętości całkowitej, łącznie z

porami (mniejsza od teoretycznej)
c)

względna

– stosunek gęstości pozornej do gęstości

teoretycznej

ROZKŁAD WIELKOŚCI CZĄSTEK

rozkład wielkości cząstek

– zależność udziału frakcji od

klas ziarnowych ; informuje o tym jakich wielkości
cząstek należy się spodziewać przy określonym udziale
proszków

udział frakcji

– stosunek danej frakcji do masy próbki

proszku wyrażony w (%)

frakcja ziarnowa

– masa proszku odpowiadająca

określonej klasie ziarnowej

klasa ziarnowa

– przedział w ciągu wielkości cząstek

Przedstawienie wyników w postaci histogramu
złożonego z prostokątów , których pola powierzchni są
proporcjonalne do liczby cząstek należących do
poszczególnych klas ziarnowych . Przyjmując wielkość
pola powierzchni histogramu równą 100%, można
prostokątom przypisać wartości proporcjonalne do
udziałów procentowych cząstek w poszczególnych
klasach ziarnowych.

POWIERZCHNIA WŁAŚCIWA

powierzchnia właściwa cząstki proszku

(rozpatrywanej jako idealna

bryła) : iloraz powierzchni S oraz objętości V.

=S/V

- jest odwrotnie proporcjonalna do wielkości cząstki i uzależniona od
kształtu
-

najmniejszą powierzchnię właściwą cechują cząstki kuliste

powierzchnia właściwa zbioru cząstek

: iloraz sumarycznej

powierzchni cząstek tworzących zbiór do ich sumarycznej objętości.

=

- ze względów praktycznych wygodniejsze jest określenie
sumarycznej powierzchni cząstek tworzących zbiór o masie
jednostkowej.

Sw

wielkości związane zależnością :

Sv= ρSw

ρ- gęstość cząstek proszku

*

 

LITERATURA

1. A.Ciaś , T.Pieczonka „Własności proszków metali i ich
badanie” .
2. J.Nowacki „Spiekane metale i kompozyty z osnową
metaliczną”
3. http://www.kmimp.agh.edu.pl/pliki/cz2.pdf