Исследование порошковых материалов:
до мельчайших подробностей

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.
  
  

Виды исследования порошковых материалов

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. 

Особенности работы с образцами

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.

Исследование металлических порошков 
и стандартизация

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. 
  
  

Задачи анализа порошковых материалов

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! 

Вид исследования			Стоимость, руб.
Химический анализ			от 1500
Гранулометрический анализ			от 2000
Микроструктурный анализ			от 3000
Исследование механических свойств			от 4000
Исследование коррозионной стойкости			от 3000
Исследование технологических свойств			от 2000
Исследование электромагнитных свойств			от 3000