金属粉末真密度仪通俗理解它就是一台“称体积”的机器。它用气体置换法,把金属粉末的真实体积测出来,再除以质量,得到真密度。在特种材料的研发过程中,这个数值用处很大。
一、仪器怎么工作?
1.准备:称10-100 g粉末,放进样品仓,抽真空。
2.进气:充入氦气或氮气,气体填满粉末颗粒间的空隙。
3.计算:仪器测气体压力变化,用波义耳定律算出颗粒实际体积,再除以样品质量,得真密度。全过程5-8分钟。
二、研发用途
1.判断粉末纯度
钛粉理论密度4.50 g/cm³。测出来只有4.30 g/cm³,说明含氧或氮杂质多,需要再还原。
2.控制孔隙率
3D打印用不锈钢粉,真密度7.90 g/cm³,松装密度4.50 g/cm³。孔隙率=(1-4.50/7.90)=43%,决定打印件的致密度。
3.选择烧结工艺
镍基高温合金粉真密度8.20 g/cm³,烧结后块体8.15 g/cm³,差值小,说明烧结良好;差值大就得提高温度或延长时间。
4.评估回收粉
打印剩粉反复用,真密度从8.90降到8.70 g/cm³,表明氧化增加,需要筛分或重新还原。
三、注意事项
1.粉末干燥:105℃烘2小时,去除表面水汽,防止测得体积偏大。
2.避免飞溅:细粉抽真空时容易飞,用专用滤纸垫在仓口。
3.定期校准:用不锈钢球标样,每200次测一次,偏差>0.02 g/cm³就重新校准。
4.记录数据:把批次号、真密度、松装密度一起存档,方便追溯。
四、结果举例
某批次铝合金粉测得真密度2.702 g/cm³,与理论值2.700 g/cm³非常接近。研发人员知道杂质低,直接用于激光选区熔化,打印件致密度达99.5%。
金属粉末真密度仪用气体置换法,几分钟给出真密度。通过对比理论值和松装密度,研发人员能快速判断粉末纯度、孔隙率和烧结质量,指导材料配方和工艺调整,减少试错次数,节省时间和成本。