Вопрос 1. Химические свойства

Различают химические, физические и технологические свой­ства порошков.

Химические свойства характеризуются составом (содержа­нием примесей), токсичностью и пирофорностью. Содержание основного металла в порошках цветных металлов не менее 98— 99 %. Из примесей отметим кислород (в форме оксидов метал-

лов), содержание которого достигает до 1,0—7,0 %, адсорбиро­ванные газы, углерод (0,1—2,0 %). Чистота порошка во многом зависит от чистоты исходного сырья (металл, оксид, раствор) и условий его получения.

Порошки цветных металлов являются токсичными, особен­но для органов дыхания. Предельно допустимые концентрации (ПДК, мг/м³) аэрозолей, металлов в производственной атмосфе­ре достаточно малы и не превышают 6—12.

Пирофорность — способность порошка к самовозгоранию (и даже к взрыву) при длительном контакте с влажным воздухом. В основе этого процесса — экзотермические реакции спонтанного окисления порошков химически активных металлов с развитой поверхностью.

Вопрос 2. Физические свойства

Форма частиц. Она зависит от способа получения порошков. Типичные формы частиц приведены на рис. 8.3. От формы час­тиц зависят такие свойства, как удельная поверхность, насыпная масса, текучесть, прессуемость порошков. Форму частиц опреде­ляют при увеличении под оптическим (хЮО—500) или электрон­ным микроскопом; разрешающая способность последнего со­ставляет 0,02—1,5 мкм. С помощью сканирующего микроскопа изучается топография поверхности частицы.

Крупность порошка. Порошки являются полидисперсным материалом, степень полидисперсности количественно оценива­ется гранулометрическим составом — содержанием частиц определенной фракции по отношению к общей массе навески.

В зависимости от типа порошка, требуемой точности и опе­ративности определения наиболее часто используют методы рассева, микроскопический, седиментационный; распростране­ны лазерные дифракционные методики.

Способ рассева (ситовой анализ) заключается в обработке навески порошка (50—100 г) на наборе сит с фиксированным размером сетки в течение определенного времени (15—30 ми-

Рис.1. Формы порошков

1-осколочная;-сфрическая;3-губчатая;4-дендритная

нут). Затем взвешивают массу порошка, оставшуюся на каждом сите (фракции со знаком «+») и прошедшую через последнее си­то (минусовая фракция). Определяют долю каждой фракции в процентах по отношению к массе исходной навески. Стандарт­ный набор сит включает сетки следующих размеров, мкм: 150, 100, 74, 44.

Ситовой анализ — оперативный, достаточно надежный и ап-паратурно простой способ определения гранулометрического состава порошков с крупностью частиц не менее 44 мкм. Одна­ко на его показатели влияют форма и текстура частиц, продол­жительность доизмельчения частиц при рассеве.

Микроскопический способ. Под микроскопом с помощью масштабной сетки определяют размеры сотен и даже тысяч час­тиц. Оптическим микроскопом определяют частицы крупно­стью 0,25—100 мкм, электронным — 0,005—6 мкм. Это наибо­лее точный, воспроизводимый, но трудоемкий метод.

Способ седиментации основан на определении скорости и ха­рактера распределения частиц по размерам при их осаждении в жидкой фазе, в условиях ламинарного движения. Этим способом определяют выход частиц крупностью 0,5—100 мкм.

Удельная поверхность (5, м²/г) — наружная и частично вну­тренняя поверхности порошка, отнесенные к единице его массы. Это важная характеристика для порошков, используемых как катализаторы, наполнители в лакокрасочной промышленности; ее учитывают при прессовании, спекании изделий. Удельная по­верхность порошка зависит от дисперсности, формы и текстуры частиц. Ее определяют, оценивая газопроницаемость слоя по­рошка (метод Товарова, Дерягина) или эффективность адсорб­ции (по степени адсорбции красителя, азота, криптона, аргона). Поверхность порошков колеблется в широких пределах: от 0,01 до 20 м²/г.

Плотность (8, г/см³) — удельная масса единицы объема по­рошка; ее определяют пикнометрическим взвешиванием порош­ка в среде воды или толуола, реже используют рентгенографию.

Микротвердость — способность частицы порошка к дефор­мации, что важно при оценке его прессуемости. Эту характерис­тику измеряют на приборах ПТМ-2 или ПТМ-4, фиксируя длину диагонали отпечатка от вдавливания алмазной пирамидки (угол при вершине 136°) при усилии не более 4,9Н.