金屬粉末真密度儀通俗理解它就是一臺“稱體積”的機器。它用氣體置換法,把金屬粉末的真實體積測出來,再除以質(zhì)量,得到真密度。在特種材料的研發(fā)過程中,這個數(shù)值用處很大。
一、儀器怎么工作?
1.準(zhǔn)備:稱10-100 g粉末,放進樣品倉,抽真空。
2.進氣:充入氦氣或氮氣,氣體填滿粉末顆粒間的空隙。
3.計算:儀器測氣體壓力變化,用波義耳定律算出顆粒實際體積,再除以樣品質(zhì)量,得真密度。全過程5-8分鐘。
二、研發(fā)用途
1.判斷粉末純度
鈦粉理論密度4.50 g/cm³。測出來只有4.30 g/cm³,說明含氧或氮雜質(zhì)多,需要再還原。
2.控制孔隙率
3D打印用不銹鋼粉,真密度7.90 g/cm³,松裝密度4.50 g/cm³。孔隙率=(1-4.50/7.90)=43%,決定打印件的致密度。
3.選擇燒結(jié)工藝
鎳基高溫合金粉真密度8.20 g/cm³,燒結(jié)后塊體8.15 g/cm³,差值小,說明燒結(jié)良好;差值大就得提高溫度或延長時間。
4.評估回收粉
打印剩粉反復(fù)用,真密度從8.90降到8.70 g/cm³,表明氧化增加,需要篩分或重新還原。
三、注意事項
1.粉末干燥:105℃烘2小時,去除表面水汽,防止測得體積偏大。
2.避免飛濺:細粉抽真空時容易飛,用專用濾紙墊在倉口。
3.定期校準(zhǔn):用不銹鋼球標(biāo)樣,每200次測一次,偏差>0.02 g/cm³就重新校準(zhǔn)。
4.記錄數(shù)據(jù):把批次號、真密度、松裝密度一起存檔,方便追溯。
四、結(jié)果舉例
某批次鋁合金粉測得真密度2.702 g/cm³,與理論值2.700 g/cm³非常接近。研發(fā)人員知道雜質(zhì)低,直接用于激光選區(qū)熔化,打印件致密度達99.5%。
金屬粉末真密度儀用氣體置換法,幾分鐘給出真密度。通過對比理論值和松裝密度,研發(fā)人員能快速判斷粉末純度、孔隙率和燒結(jié)質(zhì)量,指導(dǎo)材料配方和工藝調(diào)整,減少試錯次數(shù),節(jié)省時間和成本。