Физические свойства порошковых металлов
Форма часток. Залежно від методу одержання форма часток порошку може бути сферичної (розпилення), губчатої (відновлення), осколкової (здрібнювання в кулькових млинах тарілчастої (здрібнювання у вихровому млині), дендритної (електроліз), капле видної (розпилення). Первинна форма часток може трохи видозмінюватися при наступній обробці порошку (розмелі, відпалу, грануляції і ін.). Для визначення форми часток використовують оптичні або електронні мікроскопи.
Форма часток істотно впливає на технологічні властивості порошку, а також щільність, міцність і однорідність властивостей заготівель із нього.
Розмір часток і гранулометричний склад. Металеві порошки являють собою сукупність часток розміром від часток мікрометра до міліметра. Практично ніколи не зустрічаються металеві порошки із частками одного розміру. Самий широкий діапазон по розмірах часток у порошків, одержуваних відновленням і електролізом. Кількісне утриманці маси часток у певних фракціях стосовно загальної кількості порошку називають гранулометричним складом порошку. Його виражають звичайно або у вигляді таблиць, або графічно у вигляді кривої зернистості. Залежно від крупності часток для визначення гранулометричного состава порошку використовують ситовий, мікроскопічний і інший види аналізу.
Питома поверхня. Питома поверхня порошку являє собою суму зовнішніх поверхонь всіх часток, наявних в одиниці його обсягу або маси. Для металевих порошків характерна поверхня від 0,01 до 1 м2/г, хоча в окремих випадках у дуже дрібних порошків вона може досягати й значно більшої величини (наприклад, 4 м2/г для високодисперсного порошку вольфраму, 20 м2/г для порошку карбонільного нікелю й ін.). Питома поверхня впливає на поводження порошків при формуванні й спіканні. Вона залежить від розміру й форми часток. Для виміру питомої поверхні порошку застосовують метод адсорбції або використовують дані по газопроникності.
Сутність адсорбційного методу складається у визначенні кількості речовини, що покриває поверхню часток порошку щільним мономолекулярним шаром. Найбільше широко застосовують адсорбцію пар азоту або криптону при низьких температурах (–196°С) і метанолу СН3ВІН при кімнатній температурі.
Більше швидким, але менш точним є визначення питомої поверхні порошку по швидкості фільтрації газу або рідини через шар порошку, а також через пористий брикет. Методи засновані на існуванні залежності між питомою поверхнею и пористістю порошку (брикету) і швидкістю потоку, тиском і в’язкістю газу (рідини), що протікає через шар порошку (брикету).
Необхідно пам’ятати, що реальна (дійсна) поверхня часток через їхню шорсткість завжди більше розрахованої, виходячи з габаритних розмірів часток.
Щільність. При аналізі визначають щиру щільність частки порошку, що носить назву пікнометричної γдо, г/см3, що завжди трохи відрізняється від теоретичної (рентгенографічної) густини речовини порошку. Це пояснюється наявністю в частках порошку домішок, закритої пористості, дефектністю кристалічних ґрат і інших причин.
Мікротвердість. Мікротвердість частки порошку характеризує її здатність до деформування, що важливо для оцінки можливого поводження порошку при формуванні. Вона в значній мірі залежить від змісту в частках порошку різних домішок і перекрученості кристалічних ґрат.
При визначенні мікротвердості вимірюють діагональ відбитка від вдавлення алмазної пірамідки з кутом при вершині 136° під дією навантажень 0,5 – 200 г у шліфовану поверхню частки. Досліджуваний порошок змішують із бакелітом або оргцементом . Суміш пресують у невеликі брикети, які потім нагрівають для полімеризації наповнювача. Потім брикети з одного з торців шліфують і полірують. Для виміру мікротвердості використовують прилади ПМТ-З і ПМТ-5.