本文着眼于如何动态图像分析(DIA)和激光衍射(LD)技术可以用来描述的大小和形状常见的金属粉和金属合金,利用Microtrac MRBCAMSIZER X2和同步分析程序。这些工具提供了快速分析时间,伟大的重复性,“无限”的决议。
几个不同的大小和形状参数为每个粒子,测量并记录所有数据可用直接测量完成后。提出了形状参数在0到1之间的比率不同大小的测量。每个参数的数据可以显示在频率和累积分布,以及体积和数量格式。整个参数数据集可以为每个粒子呈现。
图像分析
图像分析技术提供了一个简单的解决方案粒度分析。基本原则是:“你所看到的就是你得到的”。自动确定粒径和软件算法形态基于数字图像的单个粒子。yabo214
图1所示。选择CAMSIZER X2图像分析中使用的基本尺寸参数。大小分布是基于宽度(红色),长度(蓝色),或等于面积直径(绿色)。图片来源:Microtrac MRB
图2。选择基本的形状参数(CAMSIZER X2)。图片来源:Microtrac MRB
CAMSIZER X2: DIA分析仪
的CAMSIZER X2,该行业的广泛的动态范围0.8µm 8毫米,措施悬浮液和干燥样品采用三种不同的样品分散配件。图1显示了粒子长度、宽度和等效面积直径数据CAMSIZER X2。图2描述了各种形状的参数。
在yabo214摄像机前系统粒子运动CAMSIZER X2 (DIA)测量设置,转达了单程的空气流或在液体循环。因此,数据从数以百万计的粒子可以在几分钟内获得,特别是在测量干燥。yabo214结果在统计上的声音,因为他们是基于这两种技术的代表性样本材料。
图3描述了主要光学配置CAMSIZER X2动态图像分析仪。光源灯的粒子从一个方法而摄像系统以图像对边为他们穿越的yabo214视野。收购率高,软件评估粒子的影子投影估计样本的大小分布。
图3。独特CAMSIZER X2的测量原理进行分析的干燥粉末。图片来源:Microtrac MRB
CAMSIZER X2的双摄像机技术是一个独特的功能,与不同的放大两个摄像头覆盖大测量范围。高放大倍数的相机是专业为小颗粒分析,而第二个相机放大倍数较低但广泛的视野使同时分析更大的粒子的检测效率。yabo214
CAMSIZER X2记录大约每秒300帧,每帧持有数以百计的粒子根据样本容量范围。yabo214
粒度分布和定量颗粒形状是衡量DIA(圆和形状不规则的颗粒的比例,团聚体,等等)。yabo214非常分钟级别的大,尺寸过小,或形状不规则的颗粒,低至0.002%,可以检测到。yabo214
DIA为用户提供了一个完整的、深入的理解样本属性有关的大小和形态。因为它是精确的、健壮的、敏感的和简单易用,DIA是完美的研发应用和质量控制。
广泛的材料,颗粒大小和颗粒形亚博网站下载状
选择应用程序的情况下提供以下突出DIA全面描述金属粒子的有效性。yabo214图4描述了十个不同的金属粉末的大小分析结果中常用粉末冶金应用程序。所有样品,无论化学、密度、大小或形状,可以研究使用CAMSIZER X2和单个仪器设置。
样品运输到分析仪的自动供料溜子。气流然后收集粒子。yabo214在这种情况下,50 kPa还不足以完全分散,即。,粒子分离。
图4。十个不同的金属粉末的粒度分析CAMSIZER X2。直接测量确保准确的结果。图片来源:Microtrac MRB
样品表现出一系列的平均粒子尺寸10至50µm,不同分布宽度(图4)。粗的铁粉(Fe)是这个标本,而钢粉(316)是最好的。钛粉有一个非常狭窄的粒径分布。
根据外形图(图5),铁粉具有最小的纵横比(宽/长度),但钛粉末球形粒子的比例最高。yabo214
图5。分析10个不同的金属粉末的颗粒形状动态图像分析(CAMSIZER X2)。旁边的定量结果,记录图像允许一个直观的形态和大小差异的理解。更多的球形粒子高纵横比的情节在右yabo214边的图。最小的大量不规则粒子检测大量的主要是球形粒子是一个伟大的印度的优势。yabo214图片来源:Microtrac MRB
粉末冶金过程通常要求宽粒度分布促进粉末包装到死填补的空白区域之间的大与小的粒子。yabo214烧结的凹凸不平的形状通常是有利的,因为它促进粒子相互作用。
不应该太不yabo214规则颗粒,这将使压实更具挑战性。球形和宽粒度分布提供了一个光滑的粉末涂料,以确保适当的烧结和有效的金属制品添加剂制造。因为10 - 50µm之间的平均粒径,钛粉在前面的例子是适合加法制造。
超大号的或者非常精确的高度不规则的粒子必须承认因为它们完成的工yabo214件可能导致问题。DIA持续检测甚至适度数量的这些不必要的粒子。yabo214图6演示了如何轻松DIA可以发现错误的粒子。yabo214
同步:混合DIA和激光衍射分析仪(LD)
创新同步分析仪是一种突破性的混合乐器LD和DIA技术相结合在一个单位,同时分析样品在相同的样品室。几十年来,金属粉末行业用LD(一种光散射技术)所产生的金属粉末供应商的事实上的评估标准尺寸分布在即将离任的质量控制(QC)认证。他们也使用设备由粉末冶金零件生产商传入的app亚博体育检验验证。
图6描述了同步光具座。三个激光器,可以用蓝色或红色,加上两个线性二极管检波器阵列,收集散射光通过粒子在163度范围内。yabo214更小的微粒散射光比yabo214大颗粒在更高的角度和更低的强度。
图6。布局的同步光具座、LD和DIA组件相结合。图片来源:Microtrac MRB
LD同步算法估计所产生的粒度分布测量光通量分布。该算法对于占和半透明粒子采用修改后的米氏理论。yabo214
同时,快速频闪灯光的粒子,和一组光学聚焦的透射光数码相机拍摄整个视频文件的粒子图像,类似于CAMSIZEyabo214R X2,除了同步只利用一个相机。
图7所示的插图是LD大小分布报告所使用的金属粉末行业。
图7。LD粒度报告同步,包括百分位数、汇总统计数据和频率/累积分布图形。图片来源:Microtrac MRB
DIA post-measurement软件包括一个粒子观众和散点图显示。这些可以用来确定和量化比例集聚一批金属粉末。这使得金属粉末供应商回收一批有缺陷(太多的团聚体)在航运之前消费者。这使得部分生产商拒绝错误的输入的批处理和处理过程中节省时间和金钱。
使用两个形状参数,CAMSIZER X2和同步成功量化聚集在一个金属粉末样品。因为这些团聚体出现在大小分布、大小不能被利用。形状参数包括一个评估高宽比和另一个评估凸外边界。
使用同步的一个例子是详细的在这里。宽度长度方面比(W / L长宽比)和可靠性将被用作标准。粒子与固体的外部边界,完全凸没有凹压痕。一个完美的球体粒子W / L纵横比(1)。凸性(Conv)和宽度除以长度(b / l)的参数CAMSIZER X2。
同步软件的搜索工具是用来分离和分析聚集,包括所有粒子在图8所示的红色区域。yabo214团聚体由大约23%的整个样品的体积和数量的12%。这是金属粉末和部分关键质量控制信息产业。
图8。分析10个不同的金属粉末的颗粒形状动态图像分析(CAMSIZER X2)。旁边的定量结果,记录图像允许一个直观的形态和大小差异的理解。更多的球形粒子高纵横比的情节在右yabo214边的图。最小的大量不规则粒子检测大量的主要是球形粒子是一个伟大的印度的优势。yabo214图片来源:Microtrac MRB
DIA的优势比其他粒子大小和LD技术
一些公司仍利用机械筛分分析来确定金属粉末的粒度。筛分分析的绝对大小下限设定的最小可行的网格大小20µm(喷气筛选),这是明显大于许多点或MIM样本的平均粒径。
因此,空气喷射筛选不适合确定准确和可靠的细粉末的粒度分布。是常用来检测单个筛大粒子的数量,比如45µm或63µm孔径大小。yabo214另一个缺点是,筛分分析粒子形态上没有提供信息。
在1970年代,金属粉末行业开始使用LD取代筛子。从那时起,它被广泛应用于这些行业和可能会继续他们的标准认证和确认粒径分布的方法。
激光衍射分析仪是简单易用,产生快速而可靠的发现,他们的技术和属性是众所周知的事情。这些行业越来越多地使用动态图像分析形态分析在形状创建质检规范控制属性,大小分析无法识别。
比较和结论
金属注射成型和加法制造越来越普遍,有更大的需求专门设计的带有指定属性的金属粉末。粉加工性能是由化学成分和粒子尺寸和形状。粉必须满足一系列要求取决于应用程序。
激光衍射为金属颗粒大小分析在这些行业根深蒂固,预计将保持这样。yabo214
图片来源:Microtrac MRB
金属粉末、LD和DIA同步和DIA CAMSIZER X2粒子大小和形状提供所有重要的数据。电子和光学显微镜相比,DIA检测数量较大的粒子,使其统计更相关和可再生的。yabo214
单一度量值只需要1 - 3分钟,使快速样品处理量和持续的质量控制。的同步和CAMSIZER X2是准确、高效的工具,大大提高质量控制过程粉末生产商和制造商的金属部分。
金属粉末的特性及其Products-Density,表面和孔隙度
测量金属粉末微细粒子的密度和多孔金属机构与气体比重瓶(ISO 12154)
密度的知识,尤其是真正的密度,对所有材料的特性至关重要。亚博网站下载密度通常是确定质量和体积的商独立通过计算这两个数字,和称重测量是相当简单的。
在金属材料中,通常是衡量一个专门制作长方体试样或亚博网站下载位移计算液体根据阿基米德原理。这与金属粉是不可能的。因此,气体比重瓶测定法具有测量惰性气体,如氦建议在这种情况下。
生成的气体驱替一个插入标本分析了已知体积的测量室通过监控改变压力。BELPYCNO L是一个完全自动化的氦气多卷气体比重瓶评价粉末的体积和密度,颗粒剂,和多孔固体,以及贴和液体。
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因为一个集成的温度控制(珀尔帖元素),测量可以在14°C到40°C±0.01°C (20°C)不受室温的影响。因此,对于一个给定的温度和样品容器的大小,一个校准足以测量精度和重现性为0.01%。
有效样本显著提高吞吐量,因为显著节省校准时间。
多卷的概念能够最好的描述材料在调查中通过适当的混合样本容器大小和三个相关的参考室。亚博网站下载使用高精度的绝对压力传感器(+ /−0.002 kPa)在大气压力的测量使永久性的调整变化。
可以确保细金属粉末不会污染参考室通过减压试验气体从参考室进入样品室(DIN 66137)。
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样品室很容易关闭,可再生的由于刺刀锁。方便的操作确保了使用计算机控制或独立的系统通过一个字母数字键盘和显示。这些特征使BELPYCNO L适合恶劣环境。
一个内置的微处理器控制整个测量和计算结果。接口的连接使PC,平衡,和打印机。BELPYCNO L可以配备一个真空泵,如果需要的话,一个湿度传感器。测量室和控制单元可以被分离,在手套箱可以使用仪器,例如,在核技术或纯金属氧处理的应用程序。
当前压力显示和记录,这是至关重要的决定可以接受的压力平衡倍体积的估计非常细孔的材料。亚博网站下载整个测量协议也存储。
图9。温控原理氦比重瓶BELPYCNO L (DIN 66137),与绝对压力传感器p .图片来源:Microtrac MRB
BELSORP迷你X-Determine打赌表面的金属粉末迅速,方便,准确,经济(ISO 15901 - 2, ISO 9277)
的比表面积(m2/ g)的金属粉末和其他材料是一个重要的特征的描述和评价。亚博网站下载表面积,例如,重要的是可能影响催化剂,载体材料(药品、电子)和过滤器。亚博网站下载
应用涂料或另一个考虑是最好的方法,在金属粉末,作为加工性能的质量属性。测量惰性气体吸附于颗粒表面温度稳定在凝点使用吸附技术。吸附层的厚度增加而上升的浓度或相对压力。
最著名的方法计算单分子层吸附分子的数量从这样一个实验选择方法。理解一个分子的表面积使整个样本的表面积的计算简单。
在多孔材料的情况下,亚博网站下载孔隙大小可以使用各种计算模型的测量曲线(等温线)毛细凝聚或孔隙填充(例如BJH, NLDFT)。氮通常使用的样品气体吸附测量在77 K(液氮)。测量与氩气在87 K也是一种选择。
的工具测量吸附静态容积的原理进行运转的BELSORP微型X。样本船第一次把使用真空泵气液温度、后附带的示例气体逐渐侵入和增加压力监控。
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图10。图形:信息获得等温吸附线。图片来源:Microtrac MRB
根据理想气体定律,吸附分子造成压差从预期理论的压力。的吸附量因此,吸附等温式计算。
达到某种最终压力或饱和压力后,解吸曲线可以由按顺序撤离。完全吸附测量需要非常精确的温度测量和控制,以及压力测量,在技术上进行BELSORP微型X。
BELSORP微型X可以从电脑存储管理和评价测量结果使用控制和评估软件。
除了孔隙大小的估计,通常需要许多时间,三端口工具可以执行每小时12选择分析,使其适合细粉的质量控制样品高吞吐量。
其准确性和样品处理量高,吸附装置适合今天的质量控制的需要,也可以用于研究。
图11。选择比表面积(SSA)的金属粉末,Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxide 0.34 m²/ g。图片来源:Microtrac MRB
孔隙大小的测量是生产多孔金属与汞孔隙仪(ISO 15901 - 1)
多孔材料有多种亚博网站下载形式,如建筑用品和陶瓷,但他们也可以由金属粉末、金属泡沫和屏幕等通过加法制造生成。可以利用多孔金属粒子过滤(柴油烟尘),催化剂载体,热交换器。多孔金属,另一方面,可能会吸引尽可能低密度组件与重量储蓄。
理解孔隙度、孔隙尺寸和孔隙体积是必不可少的描述多孔材料亚博网站下载。porosimetry汞是一种流行的技术,不沾锡汞是推入毛孔在环境温度下414 MPa的压力。
任何不必要的反应与汞可以避免多孔金属的钝化,如氧化。水星的数量决定了孔隙体积。孔隙大小(半径、直径)施加压力成反比,根据沃什伯恩方程。
BELPORE汞孔隙度仪是用来测量孔隙直径从3.6纳米到1毫米。BELPORE汞孔隙仪操作P.A.S.C.A.L.原则,这不仅仅是一个压力单位。它指的是equilibrium-controlled和最优控制的压力积聚在BELPORE孔隙仪“增压自动加速和连续调整逻辑。”
图12。汞孔隙仪BELPORE。图片来源:Microtrac MRB
实际的孔隙系统驱动自动控制,使更快的测量时间保证平衡条件和识别的毛孔内部的规范,20000测量分分析。因此,表是不必要的压力。因为只有两种类型的膨胀计(粉末或固体样品容器)所有测量任务,需要和不需要气体或液态氮,运营成本保持在最低限度。
其他发展包括BELPORE LP低压孔隙度仪的简化操作和测量范围扩大到1毫米的孔大小。垂直脱气和汞充填BELPORE LP允许脱气压力控制,使潮湿的样品在不改变材料的测量水分。
PoreXpert、3 d评估软件,是可选的。孔隙率、扩散、渗流和其他属性可以从porosimetry计算数据与这个软件。
压力范围BELPORE孔隙仪范围从0.01 kPa 450 kPa(汞填充),0.1 MPa 228 MPa,或414 MPa。
这些信息已经采购,审核并改编自Microtrac MRB提供的材料。亚博网站下载
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