Part 2 粉末性能表征
Powder Characterizations
物理性能 Physical features
化学性能 Chemical features
工艺性能 Operational features
1、粉末颗粒与粉末体的概念
Concepts of particles and powders
致密体bulk、粉末体powder、colloid 胶体------固体solid：根据不同分散程度disperd degree
粉末体 (1000微米， 微米级，亚微米级sub-micrometer，纳米级nano grade （0.1微米以下）)
粉末颗粒表现出流体性质flow ability，粉末越细，流动性质越明显。0.1微米以下的粉末工业中又称为超细super fine powder粉末
0.01微米以下powders称为胶体colloid
粉末颗粒与粉末体 particles and powders
粉末颗粒： crystalline or poly-crystalline, amorphous, glass 晶粒或多晶聚合体,
粉末体：called powder simply简称粉末，是由大量的粉末颗粒组成的一种disperd system分散体系，其中的颗粒彼此可以分离devoice each other，或者说，粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。
Powder is combined by particles and pores among the particles
粉末颗粒 Powder particles
粉末聚集状态： 单颗粒single particle，二次颗粒condary parti.
multi-particles
单颗粒 single particle 晶粒或多晶粒聚集\amorphous，粉末中能分开并独立independent prented unit 存在的最小实体称为单颗粒
二次颗粒 condary particles有多个单颗粒或一次颗粒构成;
Powder
Firstly primary particles一次颗粒往往不能单独存在而聚集在一起，agglomeration force 聚集力主要是物理作用力agglomeration，而非强化学健结合chemistry bonding;
一次颗粒粒度测定particle size testing, inert gas absorbent 惰性气体表面吸附方法BET
二次颗粒粒度测定, other method; x-ray, optical microscope, TEM, SEM,light scattering
图2－1描绘了由若干一次颗粒聚集成二次颗粒的情形。一次颗粒之间形成一定的粘结面inter-adhesion，contact linking在二次颗粒multi-particles, or condary particles内存在一些细微的pores。一次颗粒或单颗粒可能是mono-crystalline颗粒，而更普遍情况下是polycrystalline颗粒，但晶粒间不存在空隙。
团粒Agglomerates： 由单颗粒或二次颗粒依靠范德华van de waals force的作用下结合而成的粉末颗粒，易于分散,easy to disper.
絮凝体garrulous：用溶胶凝胶Sol-Gel方法制备的粉末，是一种小颗粒聚合在一起的结合coprecipitation。
Usually，coar particle 颗粒以single 单颗粒存在，fine particles由于表面big surface发达而结合binding together，以二次颗粒形式存在。
颗粒的内部结构：与颗粒的外部结构比较，compared with out surface structure, 颗粒的very complicated structures in particles,内部结构非常复杂
多晶颗粒polycrystalline 通常的粉末只能值得多晶颗粒poly-crystalline，用RST快速冷凝技术可制备单晶颗粒mono-crystalline或准晶、非晶粉末颗粒。
缺陷defects：表面缺陷surface defects，加工硬化wrought hardening，内空隙inner pores。畸变distortion，杂质impurities，裂纹crack、亚结构substructure、第二相、合金元素alloy elements，吸附物，adsorbents
颗粒表面状态 ： 内表面、外表面、 全表面full surface， 内表面远比外表面复杂complicated、丰富。
2、化学性能 Chemistry-Features
原材料成分elements与组成compositions，纯度标准，粉末国家及部级标准GB and BB
合金元素alloying elements，形成合金的加入元素-形成固溶体，化合物合金的生成元素，如Fe-C， WC-Co，Ti3Al，Ai3Ti， LanNi5（电池材料）等。
Surface chemical adsorption and physical adsorption表面吸附物，水，氧，空气；
O2含量测定， 氢损值---用氢还原，计算粉末还原前后的重量变化。
氢损值=（A-B）/（A-C）x100%
A，粉末（5克）加烧舟tray的质量；
B，氢气中煅烧后残留remained物加烧舟的质量；
C烧舟的质量；即煅烧前后粉末质量之比。
机械夹杂mechanical impurities
非金属类机械夹杂物no-metallic impurities， 硅氧化物silicon，在材料中相当于材料中的孔隙equivalent pores，construct the resource of the cracks 构成裂纹源，降低材料力学性能，
机械夹杂对材料纫性toughness，特别是冲击impacting toughness 性能纫性影响显著。
非金属夹杂在粉末中的分布状态distribution以及夹杂本身的shape形状对材料的力学性能影响不同
3、粉末物理性能 Physio- Features
主要包括: 材料熔点, 比热, 电学, 磁学, 光学性质,
Melting temperature， thermal capacity，magnetic，optical，electric，atmosphere pressure ，hardness，chemical activity，size and shape，
蒸汽压性质,硬度,化学活性,粉末特性等物理性质
颗粒形状: 颗粒形状与制粉方法和制粉工艺相关
球形粉末-雾化法 Spherical powders
多孔粉末-还原法 Porous powders
树枝状粉末-电解法 Dendrite powders
片状粉末-研磨法 Plate powders
定性描述 qualitative description
球形,针形,树枝形,粒状,片形,瘤状,多角形,海绵形,不规则形,等九种.
Sphere，Needle，Dendrite，Plate，Particle， Nodular，angular， Sponge Irregular
Particle shape and the suggested qualitative descriptors
The equivalent spherical diameter can be determined from surface area, volume project area or ttling rate measurements.
Projected area A related equivalent spherical project diameter DA , A= DA2/4
定量描述 qualitative description
形状系数, 如用显微镜观察可以确定:microscope
设投影面积为project area，A, 周长circular length为C 的颗粒, 外接矩形a, b 边长, 或等效直径d, equivalent diameter 定量描述:
延伸度elongation: 对于任意形状的颗粒，取其最大largest size尺寸作为长度l (图2－5），从垂longitude直于最稳定most stability平面的方向观察到颗粒的最大投影面上两切线间的最短距离short distnce 作为宽度b，而与最稳定平面垂直的尺寸作为厚度t，则延伸度定义为n=l/b。
Consider the particle following image that can be described as a round but irregular shape, and some of the possible size measurements are shown with the image
延伸度越大，说明颗粒越细长，如针状niddle、纤维状fibre粉末；而对称性越高symmetry 的粉末，延伸度越小。延伸度显然不能小于1。
扁平度flatten ability:片状粉末用延伸度显然不能描述颗粒厚度方向的不对称性，因而又定义扁平度m=b/t。此值越大，说明颗粒越扁。
齐格指数：（Zigg）指数 定义为延伸度/扁平度＝l/b/b/t=lt/b2，其值偏离1越大，表示颗粒形状对称性越小。
球形度sphere ability ：与颗粒相同体积same volume的相当球体的表面积对颗粒的实际表面积real surface area之比称为球形度。它不仅表征express了颗粒的symmetry对称性，而且与颗粒的表面粗糙程度有关。一般情况下，球形度均远小于1。
