Исследование порошковых материалов

исследование порошковых материалов под микроскопом

Исследование порошковых материалов имеет в металлургии не меньшее значение, чем анализ сплавов и отливок. Ведь порошки - такая же основа для производства деталей, как жидкий металл. От их физических и химических характеристик зависит качество прессования, а значит, и будущей детали. Причинами для исследования сыпучих материалов могут быть:

• оптимизация свойств выпускаемых изделий (прочности, плотности, коррозионной стойкости, температурных характеристик);
• разработка новых материалов. Исследования помогают создавать новые сплавы и композитные материалы;
• повышение эффективности производства, сокращение отходов и затрат.

Для анализа порошковых металлов специалисты прибегают к принципиально разным методикам. И цели у таких операций тоже отличаются. Например, самый простой способ, ситовой, определяет размер частиц порошка. В ходе процесса материал пропускают через несколько сит с разными отверстиями. Так можно оценить гранулометрический состав порошка и его однородность.

Метод лазерной дифракции помогает оценить не только “габариты” частиц, но и правильность их распределения в составе. Отправной точкой для исследования в этом случае становится угол рассеивания ими света. С помощью сканирующей электронной микроскопии можно получить детализированные изображения поверхности порошка, изучить форму частиц и поверхностные дефекты.

Энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию при исследовании металлических порошков проводят в сочетании с предыдущей методикой, чтобы определить их химический состав. Рентгеновские лучи, возбужденные при взаимодействии электронного пучка с образцом порошка, дают информацию о его элементном составе.

Рентгеновская дифракция выявляет кристаллическую структуру и фазовый состав сыпучих веществ. Анализ полученных картин позволяет определить, какие кристаллические фазы присутствуют в порошке. Определение его плотности важно для контроля качества процессов сжатия и спекания.

В рамках исследований металла в порошках он может выдерживать и механические испытания: определение твердости частиц, их прочности при сжатии, а также другие виды нагрузочных тестов. Термический анализ используют для изучения изменений порошка при разных температурах.

качественное исследование порошковых материалов возможно только в лабораторных условиях

Один из важнейших этапов исследования порошковых материалов - отбор проб и подготовка к тестированию. Вначале специалисты определяют количество и размеры требуемых образцов в соответствии с целями испытаний. Важно, чтобы выборка отражала все характеристики партии порошка. Ее проводят путем:

• случайного отбора,
• деления партии на равные части,
• применения специализированного оборудования для обеспечения однородности выборки.

При этом избегают любого загрязнения образцов. Подготовка проб к анализу зависит от метода, которым он будет проводиться. Например, для определения размеров частиц обычно требуется некоторое количество “сырого” порошка без предварительной обработки.

Для сканирующей электронной микроскопии образцы подвергают специальной подготовке, в том числе наносят на них проводящее покрытие. Перед рентгеновской дифракцией материалы для исследования металлических порошков должны быть равномерно распределены по держателю, чтобы измерение получилось максимально точным.

Анализ порошковых материалов проводят в соответствии с принятыми стандартами и требованиями: международными и национальными. К ведомствам, разрабатывающим общие мировые стандарты, относятся Международная организация по стандартизации (ISO) и Американское общество по тестированию материалов (ASTM).

К одной из самых известных национальных систем стандартизации относится немецкая DIN. В России требования к металлическим порошкам и к способам их тестирования прописаны в ГОСТах. Стандарты могут определять:

• необходимый размер частиц и допустимые отклонения от заданных параметров;
• состав порошков, включая дозволенный процент примесей;
• физические и механические характеристики (плотность, прочность на сжатие, твердость и другие свойства);
• методологии испытаний, требования к оборудованию, персоналу и к процессам контроля качества.

исследование порошковых материалов помогает улучшить их состав

Исследование металла в порошках на металлургических производствах используют для решения разных вопросов. Оно помогает определить оптимальные параметры производства металлоизделий: давление, температуру и время выдержки. Данные анализа необходимы для проверки соответствия компонентов порошка исходным спецификациям и стандартам. Это предотвращает дефекты изделий из-за некачественного сырья.

Еще одна задача такого “экзамена” - совершенствование гранулометрического состава. Информация о внешних свойствах частиц помогает производителям выпускать порошки с оптимальным распределением компонентов. А результаты определения плотности и пористости помогают повысить точность и прочность выпускаемых деталей.

Вам необходимо комплексное исследование порошковых материалов? А может, вы хотите получить представление только об одном их свойстве? Лаборатории наших предприятий оснащены всем необходимым для анализа оборудованием, чтобы проверить ваш металл и сделать профессиональное заключение. Обращайтесь!