电池粉末仪

新年伊始，万象更新，我们的生活又翻开新的一页。2020年已转眼逝去，2021年迎着朝霞到来。在人们还在沉浸在元旦佳节喜气洋洋的气氛之时，我司工程师已赴四川成都中自环保科技股份有限公司为客户安装调试德国LAUDA Scientific公司生产的LSA100光学接触角测量仪。中自环保科技股份有限公司以催化剂技术为核心，致力于天然气、柴油、汽油等燃料发动机排放后处理催化剂（器）以及氢燃料电池的研发，多次获得省部科技进步奖项。承担国家多项重点项目，科研精度高，任务繁重。一直以来，测量电池碳粉的润湿性是困扰他们的难题，为了解决这个难题，他们与多家国内外厂商经过多次的沟通交流，最终选择了东方德菲仪器公司提供的德国Lauda Scientific LSA100光学接触角测量仪。配有可视化粉末测量功能的LSA100 接触角测量仪是德国Lauda Scientific 公司最新推出的新产品，它不仅可以完成常规的接触角及表界面张力的测量，还可以根据Washburm法完成粉末接触角的测量，实现了washbutm 法粉末测量的可视化，是目前世界上唯一实现washburm法可视化的接触角测量仪。 成都中自环保公司的燃料电池碳黑粉末样品具有颗粒小，比表面积大，难压片，难清洗等特点，采用传统的重量Washburm法测量，往往装样困难，清洗困难，还容易产生底部外润湿液面的问题，从而影响粉末接触角的测量结果。然而LSA100接触角测量仪以便捷的加样方式，易清洗的双开口样品管，独特的液面恒定系统，克服了样品自身的测量困难，并弥补了传统重量法测量的缺陷。使燃料电池炭黑粉末的测量变得更快速、更便捷。 客户对使用LSA100非常满意！ 东方德菲致力于为中国客户提供最先进的表面测量仪器、最专业的技术服务，此次，我们能够助力国家新能源燃料电池的研发，我们也倍感自豪和骄傲！

2024第十六届中国国际粉末冶金及硬质合金展览会上海新诺仪器集团有限公司诚意邀请您参观将于2024年3月6-8日在上海世博展览馆隆重举行的中国国际粉末冶金及硬质合金展览会。备受瞩目的2024第十六届中国国际粉末冶金及硬质合金展览会将比上一届届展览会规模更大，专业性、国际性更强，亮点更多，活动更为精彩纷呈，为您提供更多学习交流机会和无限商机。新诺邀请函上海新诺仪器集团有限公司是一家专注于粉末成型解决方案供应商，位于上海闵行区。公司主营:压片机、热压机、等静压机、红外压片机、荧光压样机、纽扣电池封口机、以及冷热压模具等红外荧光光谱仪配套设备。旗下医诺凯生物公司致力于高端实验室箱体设备的研发智造，主营：干燥箱、培养箱、试验箱、电阻炉等实验室常规设备。 源头工厂，可提供OEM，上海新诺仪器集团有限公司，上海医诺凯生物技术有限公司期待您更多合作！上海硬质合金展中国国际粉末冶金及硬质合金展览会（PM CHINA）是全球粉末冶金行业的旗舰级展会，自2008年创办之初的数百平方米，到2023年增长到40,000平方米，以年均增长30％的速度发展壮大，拥有广泛的国际知名度和全球影响力。本届展会（2024年）展览面积将超过45,000平方米，中外展商约900家，参展品牌1500＋个，国内外观众预计将达到65,000＋人次。PM CHINA将搭建技术交流与商贸合作的优质平台，汇聚国内外优秀企业和业界精英，分享世界前沿技术、创新应用和解决方案，为行业高质量发展注入磅礴动力。展品范围五展联动展馆：上海世博展览馆地址：上海市浦东新区国展路1099号（近世博轴西侧）地铁：8号线中华艺术宫站（3号口出）、7号线／8号线 耀华路站（4号口出）、13号线 世博大道站（4号口出）

?两年一届的世界粉末冶金大会暨展览会在亚、美、欧三大洲轮流举行，继日本横滨、美国奥兰多、德国汉堡之后，2018世界粉末冶金大会暨展览会（WORLDPM2018）将于9月17-19日首次在华举行。主办单位为中国金属学会（CSM）和中国粉末冶金产业技术创新战略联盟（CPMA），支持单位有亚洲粉末冶金协会（APMA）、台湾粉体及粉末冶金协会（TPMA）、欧洲粉末冶金协会（EPMA）和美国金属粉末工业联合会（MPIF）。预计届时将会有超过450篇论文、200个展位和1000名以上的参会人员。 Retsch Technology（莱驰科技）期待着与您相见，一起切磋粉末冶金行业的仪器使用心得。现场将展示Retsch Technology（莱驰科技）最新的干湿两用粒度粒形分析仪Camsizer X2，采用专利的双CCD镜头，依据ISO13322-2动态图像分析技术标准，测量范围0.6um-8mm，现场演示做样，可检测金属粉末的球形度、粒度分布、透明度、纵横比、对称性等，对于易团聚的粉体颗粒测试重复性佳，可与筛分结果进行拟对。动态图像法是德国增材制造行业的标准首选方法。针对测量金属粉末的球形度和粒度分布，我们将与您面对面进行深入交流。展会时间：2018年9月17日至19日展会地址：北京国家会议中心（北京市朝阳区天辰东路7号）展位号：A115交通：地铁15号线奥林匹克公园站 我们诚邀您参加2018世界粉末冶金大会暨展览会（WORLDPM2018）！Retsch Technology（莱驰科技）期待在北京与您相见！

收集氧气敏感及水分敏感的粉末样品解决方案喷干应用”喷雾干燥技术常用于制备电池材料、多孔材料及粉末剂量药物和易挥发的香精香料物质。对于这类样品如何保证喷干后的粉末颗粒在收集时免于环境中氧气及水分的交互影响，是作为工艺开发流程中最后一个关键步骤。 研究者通常会考虑充满惰性气体的箱体作为收集这类粉末产品的实验场地，例如手套箱；同时选用惰性气体作为雾化气源，在操作过程中保证氧气及水分处于极低状态；然而，即便是小型实验级喷雾干燥仪器的体积也初具规模（步琦小型喷雾干燥仪 S-300 的高度超过1m），定制大尺寸的手套箱会增加额外费用且仪器配件的操作和拆卸极其不便。针对这种情况，步琦最新推出喷雾干燥突破性的解决方案——环境守护者（Enviro Guard），站在防御存在于外界环境中氧气和水分干扰的顶峰。1从需求、想法到解决方案Enviro Guard 具有特殊设计的玻璃组件，配有旋塞和气体入口，可以采用氩气形成强大的氧气和水分屏障，保持材料的性质。在惰性气体条件下使用实验室型喷雾干燥仪 S-300 制备粉体颗粒后，通过气体入口引入氩气可以保护您的材料，使其免受潜在的损害。粉体制备完成后，将整个旋风分离器及收集瓶迅速移到小尺寸手套箱内，是样品处于受控的环境中。严格的实验室试验证实了该系统的有效性，可将氧气和湿度水平保持在 2% 以下，持续时间可达 5 分钟。这证明了它在实际操作中的可行性，为研究员提供了处理、转移和加工材料的灵活性，而不会受到环境干扰。无论是追求创新还是保存精致的配方，Enviro Guard 都能确保您的材料不受污染。与环保守护者一起体验未来的材料保护，创新与保护相结合！环境守护者 Enviro Guard (11080767) 由以下部分组成：11080595Enviro 玻璃件11068575旋塞046357螺旋盖033577盖帽040023硅胶垫022352软管夹11080766灰色橡胶塞2气体要求由于氩气的密度明显高于空气，因此 Enviro Guard 与氩气具有良好的兼容性。在大约 130°C 时，氩气的密度为 1.21 Kg/m³ ，与 17.5°C 时的空气密度非常相似。这种密度上的相似性使得氩气能够在粉末上形成稳定的保护层，在这个温度下有效地取代周围的空气并保持其位置。值得注意的是，对于这种特定的应用，我们只建议使用氩气，因为它具有创建和维护保护气层的理想特性。小型喷雾干燥仪 B-290/S-300瑞士步琦公司是全球旋转蒸发技术的市场领先者，并且在中压分离纯化制备色谱，平行反应，喷雾干燥仪和冷冻干燥仪，熔点仪，凯氏定氮仪和萃取仪以及实验室/在线近红外等方面是全球市场主要的供货商。我们相信通过提供高质量的产品和优质的服务，我们能给广大的客户在研究开发创新和生产上提供强有力的支持。我们的所有产品均符合“Quality in your hands” (质量在您手中) 理念。我们始终致力于开发坚固耐用、设计巧妙、便于使用的产品与解决方案，以便满足客户的最高需求。凭借小型喷雾干燥仪 B-290 和 S-300，瑞士步琦巩固了其 40 多年来作为全球市场领导者的地位。实验室喷雾干燥仪融合卓越的产品设计与独特的仪器功能，可为用户提供极佳的使用体验。使用实验室喷雾干燥仪可安全处理有机溶剂；S-300 配备的自动模式可节省大量时间，让整个实验过程调节和可重现性更高；远程控制可以带来极致的灵活性，同时方法编程让操作变得对用户更友好。

第九届全国颗粒测试学术会议成功举行, 卫星化粉末表征被首次提出 2013年5月30日 2013年5月25&mdash 27 日,由中国科协与贵州省人民政府共同主办的&ldquo 中国科协第十五届年会&rdquo 在贵州省贵阳市举行。作为第十五届中国科协年会第16 分会场，第九届全国颗粒测试学术会议暨现代颗粒测试技术发展与应用研讨会得到成功举办。会议期间，国产动态光散射技术的突破和颗粒形貌分析技术的发展成为令人瞩目的焦点。 在本届研讨会上，美国康塔仪器公司北京代表处杨正红先生根据欧奇奥颗粒形貌技术的发展，首次介绍了卫星化粉末（颗粒）及其微观形态表征参数。 理想的工业粉体应该是接近于球形，但由于表面能的缘故，大颗粒与小颗粒往往吸附在一起，从而对粉体的许多性质都产生重要影响。卫星化粉末就是在雾化过程中产生的非常微小的球，同较大的球粘在一起而产生的不规则颗粒（见图1）。粉末的卫星化将影响其流动性、附着力、填充性、增强性及研磨特性和化学活性（包括燃烧效率）等。任何非球形粒子对产品的流动性都可以产生不利影响，甚至可能引起非常有害的粉末堆积，最终将导致进程停止（焊接，等离子喷涂等）从而产生非常高的固定成本！ 欧奇奥（Occhio）图像分析法是颗粒分析领域革命性的进步。随着光学、信息科学技术的飞速发展，将直观的显微观察方法与统计学相结合的最新图像法粒度粒形表征不仅能够得到个别颗粒的直观信息，还能够得到大量样本的粒径、粒形的统计信息，从而帮助使用者全方位地表征样品。 Occhio FlowCell 200S+图像法粒度粒形分析仪仪器采用同等仪器中最高水平的 1000 万像素的照相机,拍摄分散在液体中的粉体颗粒的高分辨率照片,可拍摄到小于粒径为 200 nm 的颗粒,进行粒度分布和形状分布的分析，并可进行绝对和相对计数。由于焦距较深，它可以在全视野范围内利用光学系统控制摄影成像，粒子成像鲜明，没有像差，可测量普通图像法粒度分布仪器无法测量的粒子形状，可进行动态或静态的湿法测量，也可对异物进行有效的跟踪分析（趋势分析/动力学）。利用独自开发的CALLISTO（骄子）粒形分析软件，粒径可与激光粒度仪比较或衔接，可进行微观的形状分析，并且对粉体样品的特性进行评价。将粒子的各种形状数值化后，可进行相互比较，除了一般的ISO粒形参数外(如最大内切圆直径、最大长度、凹度、凸度、延伸度、圆形度等)，还提供独有的微观粒形参数，包括钝度(Bluntness)、卫星化指数（Satelity Index）和赘生物指数（Outgrowth），共计超过43个参数的有关粒度粒形信息，为粉体颗粒的性能表征提供一种新的手段。

展会规模 2023年全国粉末冶金学术会议于10月26-28在山东烟台举行。上海新诺仪器作为压片机、热压机、等静压机及冷热压模具的研发定制专家受邀参加会议，为促进我国粉末冶金行业的高质量发展添砖加瓦。 本次会议将进一步聚焦粉末冶金学术科技前沿，邀请知名院士、专家与青年才俊就科技发展热点、行业转型升级等专题研讨与交流。 上海新诺作为粉末成型解决方案领域的研发定制专家在27日举办的全国粉末冶金学术会议上重磅亮相，携压片机新品设备参加会议，欢迎各位老师和同学们莅临参观指导。产品展示 上海新诺自成立以来，就坚持：“勇于创新，信守承诺，服务至上”的经营宗旨， 没有最好，只有更好！新诺仪器主营产品：粉末压片机、红外压片机、荧光压片机、等静压片机、热压机、纽扣电池封口机及相关配套冷热压模具附件耗材等实验室产品，将继续发展高品质的团队，进一步强化产品管理，打造国内具有影响力的仪器品牌而不懈努力，共同携手服务于中国科学仪器市场。展会现场 参加会议的是全国材料科学和粉末冶金工程科技的顶级专家学者和许多业内从事粉末冶金技术的企业。会议展示了粉末冶金技术成果，带来了粉末冶金流变成形技术的新工艺、新思路、新应用，并且专家学者和企业分享了他们在粉末冶金方面的经验。 上海新诺在本次会议中收获了粉末冶金方面专业知识与概念，与参会的行业精英沟通交流，此次会议让新诺深入了解粉末冶金行业趋势和最新发展。展会期间，现场精彩纷呈，观展人员络绎不绝，展会产品吸引了诸多参展观众驻足观摩，咨询洽谈。展会结束 为期3天的2023全国粉末冶金学术会议已经圆满结束，感谢各位院士、专家与业内青年才俊的热情参与和付出。通过这次活动，我们不仅增进了彼此之间的了解与信任，还收获了珍贵的友谊和经验。展会总结展会进行，精彩不停衷心地感谢每一位莅临现场的朋友蓄力而动，扬帆起航精彩不停，行而不止精彩继续，硕果累累

展会快讯！上海新诺诚邀您参加2024深圳国际增材制造、粉末冶金与先进陶瓷展览会亲爱的朋友们，8月28日至30日（下周三至周五），上海新诺诚挚邀请您参加2024深圳国际增材制造、粉末冶金与先进陶瓷展览会。深圳国际会展中心，上海新诺在13号馆E150 展位静候您的到来。这里有前沿技术、众多企业、精彩演讲，一同探索行业新未来，期待与您共襄盛举。展会地址：深圳市宝安区福海街道和平社区展城路1号展会介绍2023 年第二届深圳国际粉末冶金展览会圆满落幕，众多国内外企业参展，吸引大量专业观众。2024 年 8 月 28 - 30 日，展会将在深圳国际会展中心（宝安新馆）再度举办。展览涵盖粉末冶金与先进陶瓷高性能原材料、烧结及后处理技术等丰富内容。展品范围广泛，从各类原材料到机械设备，再到部件产品、3D 打印设备及材料和检测仪器，为行业搭建优质展示平台。此次展览为中外展商搭建优质平台，展示创新产品、服务及解决方案。展品涵盖广泛，包括高性能原材料，如各类金属粉末、碳化物、氮化物等；机械设备有烧结、成型、制粉等设备及气体供应装置；部件产品丰富多样，涵盖烧结零件、电工合金等；还有 3D打印设备及材料；检测仪器更是种类齐全，涵盖化学成分、物理性能等分析仪器。关于新诺新诺仪器集团有限公司成立于2008年9月，总部位于上海市闵行区浦江高科技园，初期为科研人员提供一站式解决方案。2014年5月开始专注于粉末成型领域的产品研发、生产和制造，主营：压片机、热压机、等静压机、红外/荧光光谱仪配套设备以及各种冷热压模具。随着公司实力和品牌影响力的不断提升，粒度仪、电池等新材料研发相关设备也不断问世。2023年12月投资箱体实验工厂上海医诺凯生物技术有限公司，致力于国产替代，助力科研，为培养人才和解决国外“卡脖子”问题作出贡献，为中国科学仪器产业崛起奋力前行。

3D打印行业金属粉末的氧氮氢分析 | 原料粉末vs再生粉末越来越多的金属零件是通过3D打印来生产的。这个新技术为具有复杂结构零件的生产提供了可能性，特别是一些无法使用常规方法生产的零件。此外,模型可以通过技术图纸实现，而无需使用定制的工具。三维打印零件的质量很大程度上受到原材料的质量影响。为了降低生产成本，金属粉末需要经常被回收。经过多次使用，氧、氮和氢的含量和相关的力学性能可能改变。因此，分析金属粉末中氧、氮和氢的含量，可以确保3D打印产品的质量。各种应用于3D打印行业的金属粉末都可以使用inductar® ONH cube进行分析。仪器：inductar® ONH cube 氧氮氢分析仪技术细节：载气：氦气样品质量：100-1000mg金属粉末原料的钛和不锈钢粉末以及再生的钛和不锈钢粉末的测试结果参照下表。再生粉末与原料的氧、氮和氢含量相比，变化很大，尤指是氧的含量，由于颗粒的粒度极小同时具有非常大的比表面积，颗粒很容易被氧化。甚至ppm级别的含量变化都可以改变3D打印粉末的性能。因此，分析需要使用精度高，检测限低的检测方法。采用inductar ONH cube进行元素分析是十分好的分析选择。inductar ONH cube 氧氮氢分析仪应用领域：黑色系金属合金，有色金属，有色金属，碳化物及陶瓷材料，地质矿物，氧氮氢分析。特点：无需配备石墨电极清扫刷进行清扫，提高做样效率可编程气体分流，通过睡眠模式进入省气模式无需配备动力气以及外置水冷机，可单坩埚完成测试，节省成本专利的球夹连接，实现免工具维护

湿法造粒是口服固体制剂生产经常采用的加工工艺，目标是将通常细而粘的活性成分和辅料加工成更均匀、自由流动的颗粒，方便下游加工。 具有理想特性的颗粒可以有效改善加工性能，包括提高生产量，赋予片剂所需的关键属性等。但是，这意味着湿法造粒制成的粒子通常只是半成品，而非最终产品，从而产生了一个问题，即：如何控制造粒工艺，获得最终能生产出良好片剂的粒子？在第一种情况下，有必要确定潮湿颗粒可测定的参数，以便用来量化粒子属性的差异。 本文描述了全球粉末表征技术领先企业富瑞曼科技和制药加工解决方案主要供应商GEA Group（基伊埃集团）公司双方进行的联合实验研究。本实验采用了基伊埃的ConsiGma? 1连续高剪切湿法造粒及干燥系统，用于造粒，并运用富瑞曼科技的FT4粉末流变仪?进行动态粉体测试。所获得的结果显示了如何根据动态测定潮湿颗粒的结果，来预测成品片剂的属性。研究结果突出表明，动态粉体测试作为一种有价值的工具，可用于加速优化湿法造粒工艺、改善对加工的认识和控制，并对连续加工方法的开发提供支持。湿法造粒的目的和挑战 湿法造粒通常用来改善压片混合工艺的特性，使得粒子在压片过程中拥有优化的加工属性，赋予片剂所需的优点。目的是形成均匀的颗粒，提高压片产量，并使片剂拥有所需的关键品质属性，如重量、硬度以及崩解性能等。 在湿法造粒时，配混料的活性成分、辅料组份和水混合在一起，形成均匀的颗粒。然后，这些均聚体或者粒子得到干燥、研磨、润滑等进一步加工，形成压片机所需的理想喂入材料。这些喂入材料的特性可以通过调节各种加工参数，包括水的含量、粉末喂入速度、螺杆速度等有可能产生影响的造粒等环节来进行控制。通过调节一个或者更多的变量，调节粒子属性，确保粒子在压片机中处于理想的性能状态。 但是，要生产出具有规定属性的粒子，需要认识这些关键的加工参数会对粒子产生何种影响，同时还必须认识粒子属性和最终片剂之间的关系。通过以下实验，可以看出动态粉末测试将如何帮助实现这些目标。动态粉末测试概述 动态粉末测试是对运动中的粉体而非静态粉体进行测量， 并直接测定了松体的流动特性，这有助于在非常接近真实加工环境的状态下对粉体进行表征。可以测得经混合、处于低应力状态、充气甚至呈流体状态下粉体样本的动态特性，以精确模拟加工环境，获得给定工艺条件下直接相关的数据。 当刀片沿着规定路径旋转通过粉体样本时，测量作用于刀片上的扭矩及力，以衡量动态粉末特性。当刀片向下穿过样本时，测得基本流动能（BFE）。它反映了粉体穿过挤出机或喂料机时，在受力状态下的流动特性。比能（SE）测量的则是刀片向上运动时粉体的特性，直接反映了低压环境下，如粉体在重力状态下自由流经模具时的行为特征。加工参数对湿法造粒粒子特性影响的研究 富瑞曼科技和基伊埃集团进行了一项研究，用以确定湿法造粒粒子的动态流动特性是否与片剂的硬度的特性相关。通常情况下，片剂硬度对片剂质量起关键作用。试验采用了基于ConsiGma 25连续高剪切粒子和干燥原理的实验室设备ConsiGma1。 这套系统包含具有专利的连续高剪切造粒及干燥机，可以加工几十克至五公斤、甚至更多的样本。 在该系统上进行的研究有利于促进高效的产品和工艺开发，系统停留时间少于30秒。用ConsiGma1生产的潮湿、干燥的粒子由FT4粉体流变仪进行了表征。 实验项目的第一阶段，对不同造粒条件，如不同含水率、粉体喂入速度和造粒机螺杆速度等状态下的粒子属性进行了评估测试，测试的是基于乙酰氨基酚（APAP）及磷酸氢钙(磷酸二钙)这两种粉体配方的模型。系统地改变了加工参数，并测量了所得到的潮湿粒子的BFE。图2显示的是以不同螺杆速率生产出来的APAP配方粒子的BFE随含水量变化的关系。 收集到的APAP配方数据显示，如果螺杆速度保持不变，则随着含水量增加，BFE也升高。当含水率相同时，低螺杆速度同时会产生高BFE的粒子。两种趋势都会出现，因为高含水量、低螺杆速度，造成喂料多，可能生产出更大、密度更高、粘结性更强、对刀片运动阻力相对更高的粒子。数据同样显示，当含水率为11%、 螺杆速度为600rpm时，所生产的粒子的BFE与采用螺杆速度为450rpm、含水率为8%的粒子的BFE相当。这项发现非常重要，因为它表示，具有相似特性的粒子可以采用不同加工条件获得。 图3显示，含水量和螺杆速度分别保持15%和 600rpm不变，当干燥粉末喂入造粒机的速度降低时，DCP配方制成的粒子的BFE显著增加。 其它数据表明，可以通过降低喂入速率，以更低的含水率得到相同BFE的粒子。如，含水15%、螺杆速度约为 18kg/小时的粒子的特性与含水25%、喂入速度为25kg/小时的粒子相近。结合APAP配混料的研究，结果显示，可以通过加工条件的不同组合来得到具有相同特性的特定粉体。 表1列出了，生产具有不同属性的两组粒子所采用的不同工艺参数。条件1和条件2获得的潮湿颗粒的BFE值约为2200mJ，而条件3和条件4获得的BFE值约为3200mJ。 在下列加工工艺，包括干燥、研磨、润滑等阶段的每一步都测量了粒子的BFE，以改善加工性能。本研究中所采用的流动助剂是硬脂酸镁。在所有这些阶段，不同组的相对BFE值保持不变，第3、4组的BFE值一直高于1、2。 图4模拟了加工过程每一阶段的粒子流动特性。条件3和4显示，干燥后的BFE值有所上升，因为，与条件1和2状态下的粒子相比，条件3和4状态下的粒子相对尺寸大、密度高、机械强度高。 研磨后，尽管粒子密度、形状和韧度差异依然存在，但尺寸更为接近。这也使得BFE的观察结果显得有理可据。这些差别在润滑后保持不变，状态1、2和3、4之间的差别明显。 这些结果清楚表明，可以在各种不同的加工条件下，加工出用BFE衡量的、具有特定流动特性的粒子。这些测试显示，BFE值可用于湿法造粒加工产品和工艺的开发， 但同时也会产生问题，即BFE值是否可以进一步用以预测压片机内的粒子行为，以及，更重要的是，BFE是否可以与片剂关键品质属性直接相关。在粒子动态特性与片剂质量之间建立相关性 采用相同的工艺参数，在压片机中对四批潮湿粒子进行了干燥、研磨、润滑。然后测量了片剂的硬度。图5 为片剂硬度与不同阶段粒子流动性的关系。 结果显示，BFE和片剂的硬度与湿态和干燥的粒子有关，而且与它们的变化极其有关。与潮湿粒子和润滑粒子有关是比较容易理解的。尽管两者的相关性不如它与干燥、研磨过的粒子来得明显。所观察到的润滑过的粒子之间差异性和相关性差应归因于硬脂酸镁的整体影响。 这个数据综合反映了粒子在不同加工阶段的流动性（用BFE进行表征）与最终粒子关键质量属性（此处指硬度）之间存在的直接关系。这意味着，一旦特定的BFE与更理想的片剂硬度相关，就可用于推动对湿法造粒工艺进行的优化。结果表明，假如潮湿粒子能够获得目标BFE，最终以硬度衡量的片剂质量就可得到保障。这为提高产品和工艺开发效率，并且，不管是分批还是连续造粒工艺，都能获得更好的工艺控制路径，创造了机会。面向未来今天，采用传统的批次加工方法依然占支配地位，但业内很多人预期，未来大量的产品会采用连续加工。本文中，富瑞曼科技和基伊埃集团共同为将这一理想变成现实向前迈进了一大步。文章揭示了通过采用不同的工艺条件，有望获得特定的片剂属性，并且指出，动态粉末特性如流动性与最终产品的特性直接相关。 本文最初于2014年3月刊登于《医药制造》杂志。结束 图 图1：FT4粉末流变仪?的基本工作原理。测量刀片（或叶片）在穿过样本时遭遇的阻力，量化所测量粒子或粉末松体的流动特性。图2：为APAP配方制备的粒子的BEF随着含水量的增加以及螺杆速度的下降而增加。图3：为DCP配方制备的粒子的BFE随着喂入速率的下降而显著上升。图4：在造粒的不同阶段BFE变化明显，但不同组的粒子之间会存在明显差异。Figure 5: A strong correlation is found between the BFE of the granules and final tablet hardness图5：粒子BFE和最终片剂硬度之间存在很强的关联度Table 1: Four different processing conditions used to make two distinct groups of granules表1：两组明显不同的粒子采用的4种不同加工条件

药物粉末是一种干燥的、散状固体，由很多细小的颗粒组成，通常根据粗细和颗粒大小进行分类。粉末本身并没有被广泛地用作剂型，但经常被用于其他剂型的制备，如片剂，胶囊剂和吸入剂，并经常添加至其他成分中制成半固体状，如乳剂、软膏和膏状。1 方法介绍 粉末的流动性取决于几个因素，有些与粉末原材料有关，有些与实际生产过程有关，例如粉末从容器（料斗、漏斗、圆筒等）流出的能力或制成片剂时的可压缩性。美国药典章节和欧洲药典2.9.36章节药典推荐了三种测试粉末流动的方法：1 通过孔口流动测试定量粉末流过已知尺寸孔口的能力和时间是一种有效的测试方法。顾名思义，这种技术只适用于自由流动的粉末，不适用于粘性材料。2 静止角法（休止角）静止角，也有的称为休止角，是将粉末颗粒倒在水平表面时产生的圆锥形角度（相对于水平基底）。这与有关材料的密度、表面积、摩擦系数有关。3 剪切池法 测量破坏由散状样品形成的圆盘时的剪切力。包括2个阶段：样品固结和破坏（剪切强度），剪切池方法被广泛应用于制药行业来确定细小颗粒粉末和散状固体的流动特性以及它们在箱子、漏斗、给料机和其他处理设备上的表现。2 测试解决方案 Copley的BEP2型流动性测试仪为您提供了测试粉末流动性的方法，包含药典中引用的3种方法：通过孔口流动，静止角和剪切池，是一台一体而高效的仪器。通过在挡板机制中添加天平/计时器快捷装置来替代秒表，简化质量和时间的测试，可测试如下参数：a.固定重量样品的流动时间b.固定时间流出的样品重量c.固定体积样品的流动时间d.单位时间的样品重量（重量/时间）3 丰富的配件4 订货信息

燃料电池（Fuel Cell）市场前景 为缓解世界性能源危机的加剧，减少传统能源对环境造成的污染；有序推进碳中和的各项任务目标，不断深化能源结构优化，提高能源开发整体效益成为摆在我国科研工作人员及新能源产业开发从业者面前的重要课题。 燃料电池（Fuel Cell）是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。 燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术[1]。 作为一种新的高能量密度、高能量转化率、环保型的电源装置受到全世界的广泛关注，并具有广阔的应用前景。 一、质子交换膜燃料电池目前，燃料电池主要被分为六类[2]。碱性燃料电池(AFC，Alkaline Fuel Cell)、磷酸盐燃料电池(PAFC，Phosphorous Acid Fuel)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC，Molten Carbonate Fuel Cell)、固体氧化物燃料电池(SOFC，Solid Oxide Fuel Cell)、质子交换膜燃料电池(PEMFC，Proton Exchange Membrane Fuel Cell)和直接甲醇燃料电池(DMFC，Direct Methanol Fuel Cell)。采用聚合物质子交换膜作电解质的PEMFC，与其它几种类型燃料电池相比，具有工作温度低、启动速度快、模块式安装和操作方便等优点，被认为是电动车、潜艇、各种可移动电源、供电电网和固定电源等的最佳替代电源[3]。如图1所示，膜电极（membrance-electrode assembly, MEA）是由质子交换膜、催化层与扩散层 3 个部分组成，是质子交换膜燃料电池 (PEMFC)电化学反应的主要场所，也是决定质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的成本、性能和耐久性的核心关键部件。 二、质子交换膜燃料电池的催化剂浆料分析 催化剂浆料涂布是膜电极生产的关键步骤之一，要求催化层涂敷均匀，同时尽量减少铂含量以降低成本，因此必须对浆料进行严格的质量控制。 催化剂浆料的颗粒粒度和分散性能会影响浆料粘度、聚合物电解质的分布和形态、催化剂的利用率、催化剂和聚合物电解质的相互作用以及催化层的均匀性和连续性等重要参数，最终影响膜电极的电化学性能[4]。 如图 2 所示，常见的活性催化剂为铂基纳米颗粒，最佳粒度范围为 2～5nm，但这些纳米颗粒不是独立存在的，而是分散在碳载体颗粒上。单个碳载体颗粒的粒度范围为 20～40nm，在浆料中碳载体通常以团聚体的形式存在，粒度在亚微米至微米范围。聚合物电解质分散成不同形态（棒状或线团）、粒度在 70 nm～2.5 µm 之间的团聚体，与碳载催化剂混合形成催化剂浆料。催化剂和聚合物电解质分散在特定的溶剂中，需要控制团聚物的粒度，优化催化剂和电解质导体团聚物的相互作用。 对于聚合物电解质团聚体，粒度在200～400 nm范围有利于提高氢气/空气的反应性能。碳载体催化剂会出现未充分分散或过度分散的情况[5]。 在未充分分散时，碳载体是高度团聚的；离子交联聚合物只覆盖在团聚物外部，内部的铂催化剂无法与电解质充分接触，因此利用率不高。 过度分散时，团聚物破裂，铂催化剂颗粒与碳载体分离，影响其在氧化还原反应中的活性。 理想的分散状态是形成由碳载体催化剂组成的小团聚体，电解质聚合物在这些团聚体上均匀分布，能够提高催化剂的利用率[6]。 粒度是催化剂浆料的关键性指标，但浆料由不同尺度的颗粒混合物组成，要准确测量浆料的粒度有一定的难度，目前还没有一种技术可以全面表征所有颗粒的粒度。 X 射线衍射 (XRD)、激光衍射 (LD) 和动态光散射 (DLS) 是三种常用的材料表征技术，用于表征不同尺度的颗粒，结合三种技术能够全面表征催化剂浆料中的颗粒特性。 三、马尔文帕纳科解决方案 —— X 射线衍射技术X 射线衍射 (XRD) 通常用于确定小于 100 nm 的纳米晶粒尺寸。快速测量单个衍射峰（1～3 分钟），足以利用峰宽的 Scherrer 分析来计算晶粒尺寸。另外，如果测量多个衍射峰（20 分钟以上），则可采用全谱拟合技术，更精确地计算晶粒尺寸和点阵参数。图 3 显示了使用 Aeris 台式 X 射线衍射仪收集的 X 射线衍射数据，样品是分散在三种不同碳载体颗粒上的催化 Pt 粉末。 如表 1 所示，分散在 Ketjenblack EC-300J 碳黑上的 Pt 的平均晶粒尺寸比分散在 Vulcan XC72 碳或 Vulcan XC72R 碳上的 Pt 略小。晶粒尺寸的变化会改变催化活性和耐用性。全谱拟合分析还表明，EC-300J 上分散的 Pt 比 Vulcan XC72 或 Vulcan XC72R 上的 Pt 的点阵参数更大。该点阵参数也大于已公布的 Pt 的参考值3.9231 Å。[6]较大的点阵参7数可能表明表面引起了点阵应变或合金杂质可能改变催化活性。 XRD 可以分析分散体、固体碎片以及粉末。例如，碳载体 Pt 催化剂纳米颗粒可以在粉末分散到浆料中后和浆料印刷并固化在膜片或气体扩散层上后进行测量。图 4 显示了 40% Pt 在 Vulcan XC72 碳上的 XRD 数据，这些碳可作为粉末、浆料和催化剂涂覆膜 (CCM) 上的固化电极层。在所有情况下，Pt 衍射峰均可通过其他成分中解析出纳米粒尺寸计算，如表 2 所总结。 如图4所示，浆料和催化剂涂覆膜（CCM）样品与粉末样品相比，铂衍射峰变窄，说明这两中样品的铂晶粒尺寸变大。铂催化剂的这种粗化现象可能表明，在溶剂中的碳载体催化剂粉分散过程中，浆料变得过热。因此，在超声处理过程中，通常使用 5℃ 的水浴对浆料进行冷却。[8]在加工过程中，晶粒尺寸的变化（如颗粒粗化），会影响催化剂活性。 四、马尔文帕纳科解决方案—— 激光衍射技术激光衍射技术 (LD)是测量颗粒粒度分布的常用分析方法，粒度范围从十几纳米到几个毫米。动态范围宽，非常适合分析催化剂浆料的粒度分布。激光衍射法操作简便，测试速度快，通常不到1分钟，也非常适合生产过程控制。此外，激光衍射技术还可以研究工艺条件变化对浆料粒度分布的影响。 图 5 是使用 Mastersizer 3000 激光粒度仪对稀释后的催化剂浆料重复5次的粒度测试结果。该浆料中颗粒的粒度呈双峰分布，峰值在1 µm左右的颗粒占最大体积分数，20nm左右的颗粒体积分数占比较小。如表 3 所示，该浆料的粒度分布结果相对标准偏差（RSD）10 µm) 存在，这说明还需要增加剪切或者使用更高能量的分散方法进一步分散，才能达到合格的催化剂浆料要求。 五、马尔文帕纳科解决方案 —— 动态光散射技术 与激光衍射法相比，动态光散射 (DLS) 更适合于测量纳米级颗粒的平均粒度，范围从1 nm 至 1 µm。 将催化剂浆料以 1:10 比例分散在异丙醇（IPA）中，用Zetasizer Ultra纳米粒度仪测量催化浆料的平均粒度。稀释后的浆料仍然是高度不透明的，采用非侵入背散射 (NIBS)技术进行测量，重复测量5次。如图 7 所示，尽管浆料不透明，5次测量的相关曲线的一致性很好。图 8 是催化剂浆料的粒度分布图。如表 4所示，体积平均粒度为 1.04 µm，多分散指数也比较大(0.1)说明浆料的粒度分布宽，与激光衍射法的结果吻合。动态光散射技术（DLS）主要是检测颗粒的布朗运动产生的散射光光强波动，颗粒的散射光强与粒径的 6 次方成正比，大颗粒的信号很容易掩盖小颗粒的信号，因此动态光散射法（DLS）没有观察到激光衍射法测得的小颗粒。 动态光散射技术还可用于测量催化剂浆料的 Zeta 电位，研究电解质聚合物与碳载催化剂之间的相互作用，确定电解质聚合物在催化剂上的均匀分布。Zeta电位与浆料的离子浓度有关，可以通过对碳载体颗粒功能化改性或者改变电解质聚合物浓度来调节。通常来讲，特别是在介电常数较高的分散介质（如甲醇）中，Zeta 电位越高，浆料的稳定性越好。Zeta 电位分析还可以用于优化配方，改进浆料的稳定性。事实上，已经有研究报道可以通过模型根据初级颗粒的粒度和体系的Zeta 电位来预测催化剂浆料稳定[9]。 六、结论 通过X射线衍射技术发现，浆料和阴极催化剂涂覆膜中的晶粒尺寸比催化剂粉末大。这种颗粒粗化现象通常是由于浆料在分散过程中过热引起的。激光衍射法检测到在20 nm附近有大量初级颗粒，说明催化剂浆料出现了过度分散的现象。 联合使用激光衍射、X射线衍射和动态光散射技术，可以从不同尺度表征催化剂浆料，优化和监测催化浆料配方和稳定性。使用 Mastersizer 3000 激光粒度仪测量催化剂浆料的粒度分布，可评估临界颗粒分散的有效性。使用 Zetasizer 纳米粒度及Zeta电位仪进行 Zeta 电位测量，可研究聚合物电解质和碳载催化剂的相互作用，预测浆料稳定性。使用 Aeris 台式 X 射线衍射仪，可以测量纳米催化剂的晶粒尺寸，验证防止纳米颗粒粗化的方法的有效性。 参考文献[1] 陈光. 新材料概论：科学出版社，2003年[2] Kamaruzzaman.Sopian ，Wan Ramli Wan Daud.Challenges and Future Developments in Proton Exchange Membrane Fuel Cells [J].Renewable.Energy.2006，31(5):719~727[3] 胡嫦娥，刘琼，周敏. 质子交换膜燃料电池的研究现状. 新能源网. 2016.[4] D. Papageorgopoulos, US Dept. of Energy Hydrogen and Fuel Cells Program Report, FY 2018 Annual Progress Report[5] Orfanidi et al,J. Electrochem. Soc.165 (2018) F1254[6] Wang et al, ACS Appl. Energy Mater. (2019) DOI: 10.1021/acsaem.9b01037[7] Swanson Natl. Bur. Stand. (U.S.) Circ. (1953) 539 1 31[8] Sharma et al, Materials chemistry and Physics 226 (2019) 66-72[9] Shukla et al, J. Electrochem. Soc.164 (2017) F600-F609 关于马尔文帕纳科马尔文帕纳科的使命是通过对材料进行化学、物性和结构分析，打造出更胜一筹的客户导向型创新解决方案和服务，从而提高效率和产生可观的经济效益。通过利用包括人工智能和预测分析在内的最近技术发展，我们能够逐步实现这一目标。这将让各个行业和组织的科学家和工程师可解决一系列难题，如最大程度地提高生产率、开发更高质量的产品，并缩短产品上市时间。

2015年10月12日，中国上海 2015年10月28日-30日，国际粉体工业、散装技术展览会暨会议（IPB）将在中国上海举行，期间观众将有机会领略来自富瑞曼科技的通用多功能粉体测试仪——FT4粉体流变仪TM的风采。 FT4采用了具有专利的动态测试方法，通过符合ASTM D7891的全自动剪切单元，对粉体多项指标如密度、可压缩性、透气性进行测试，从流动性和可加工性的角度对粉体特性进行量化。FT4在化工、制药、硒鼓、食品、粉末涂料、金属、陶瓷以及快速成型制造业得到了广泛应用。它所提供的数据，可以加深人们对工艺和产品的了解、缩短研发和配方周期、促进产品的成功规模化生产，为长期优化粉体加工提供长期支持。 该仪器将于1228(DKSH)展位号展出。整个IPB期间，富瑞曼科技的代表都会在现场，希望有机会与您一起探讨粉体表征和加工性能方面的难题。热忱期待您的光临。

水滴角测量仪在涂料、制药、化学工业等领域中，深入了解粉末的润湿性对于粉末的加工、成型和应用具有重要的指导作用。粉末的润湿性能对工业生产的影响？在粉末涂料的制备过程中，粉末颗粒需要均匀地分散在液体中，粉末润湿性好可以使液体更好地浸润，有助于液体在粉体中的渗透和扩散，提高涂层的附着力和稳定性。在制药工业中，部分药物以粉末状存在，粉末的润湿性直接影响药物的溶解性，关系到药物的疗效。在化学工业中，一些化学反应需要在粉末与液体之间进行，如果粉末的润湿性差，会导致化学反应不均匀或不能进行，影响产物的质量和产量。如何评估粉末的润湿性？&bull 座滴法座滴法是接触角测量中最常见的方法，用于静态接触角测量。在测量粉末接触角时，需要将粉末压片进行测量，再通过软件拟合图像得到其接触角数值。&bull Washburn测量方法Washburn测量法是利用液体在粉末材料中的毛细虹吸效应进行测量的一种方法。将样品管悬挂在力学传感器上，将粉末样品置于管内，样品管下端浸入液体中，液体会在粉末的张力下上升，通过实时记录粉末样品的重量和对应时间，再运用Washburn方程进行计算，得出其接触角。由于液体需要浸润粉末并上升到容器中，因此Washburn测量方法不适用于疏水性粉末，对于疏水性的粉末来说，通过座滴法测量其接触角是更便捷的一种方法。因此，在粉末接触角测量应用中，使用座滴法测量更为全面和方便。晟鼎精密粉末行业应用设备在粉末领域，接触角测量仪可以用于测量粉末材料表面亲疏水性能，评估表面润湿性，极性和非极性的分布。SDC-200S 科研接触角测量仪功能齐全、拓展性能高，具有全面、完整、精准拟合测量法，可测量材料表面静/动态接触角、表界面张力，可用于粉末材料表面性能测量。产品优势✅ 全面、完善、精准的拟合方法✅ 变焦变倍镜头，成像清晰✅ 20余种拓展功能✅ 自动注液系统

制药、石油化工、精细化工、材料合成、食品饮料、再生能源、生物研究等行业，都离不开固体加样这一单调重复的实验步骤。手工固体投料加样方式会随着样品数量和种类的增加变的繁琐且极易出错，因此，自动化固体投料的需求在各行业逐步增加。发展到今天，国内外都研发出了不同称量范围和使用场景的自动化固体加样设备，但依然面临很多挑战：&bull 单通道固体投料的方式无法应对当前复杂配方体系；&bull 样品需要人工预处理，如降低样品颗粒度、干燥样品、过滤样品等，自动化程度有待提高；&bull 单通道自动化设备，原料桶切换仍需人工介入操作，并未做到真正的解放人力；&bull 多类型固体原料性状不同，称量精准度无法全部满足需求。市场上是否有 “无需人工介入，自动化加粉称量、分装” 的固体加样仪应对以上挑战？本篇应用报告里，晶泰科技在自主研发的 ChemPlus&trade 桌面型固体加样仪上进行实测研究，选取了 6 种不同物理特性的固体粉末，通过设置不同目标加样量，分别对加样次数、加样速度、加样准确度等数据进行记录分析，用实际应用数据说话，满足您不同应用场景的自动化称量分装需求。测试方案选取 6 种不同物理特性的固体粉末，设置了 5/10/20/100mg 四个目标加样量，多次（12 次或 96 次）测量，记录 ChemPlus&trade 桌面型固体加样仪对于不同粉末在不同目标加样量下的称量数据：平均加样值、加样偏差、加样时间等，以观察 ChemPlus&trade 桌面型固体加样仪在 “粉末自动化称量、分装” 应用上的表现。&bull 测试粉末样品：6 种，分别为 HATU、X-Phos、碳酸钾、山梨醇、乳糖、硬脂酸镁；&bull 目标加样量：5mg、10mg 、20mg 和 100mg；&bull 每种粉末样品分装到不同接收容器托盘中，选取的接收容器托盘：8mL×12试剂瓶，96 孔板。样品选取我们精心挑选了 6 种固体粉末，代表制药、石油化工、精细化工、食品等实验研究中经常遇到的具有不同物理特性的粉末样品，详细信息如下表 1：表1：6种不同性状粉末样品自动化测试结果以上测试数据可以看出，ChemPlus&trade 桌面型固体加样仪可以准确、稳定称量不同物理特性的固体粉末，具体表现如下：&bull ChemPlus&trade 适用样品可以覆盖较大颗粒、蓬松、流动性差的粉末，甚至是 HATU 这种吸潮结块特性的固体粉末，ChemPlus&trade 的称量数据依旧很稳定出色；&bull 对所有目标重量的加样称量偏差基本在 0.1mg 范围内；&bull 小量程的目标加样速度更快，并且保证高准确度；&bull 流动性好容易加不准，流动性差粉末不容易掉下来，这些都是自动化处理的挑战，但面对各类量程目标加样，ChemPlus&trade 都可以快速准确的称量分装碳酸钾、乳糖这些流动性各异的样品；&bull 96 孔板孔径小、易交叉污染，静电粉末加粉挑战难度非常大，但 ChemPlus&trade 凭借除静电装置和独特粉桶设计，高效顺利完成硬脂酸镁这种静电粉末的 96 孔板加粉操作；&bull 可以根据需要把样品分装到不同接收容器，如 2mL×24，4mL×12，8mL×12，20mLx6、96 孔板等（表中仅以 8mL×12、96 孔板为例）。ChemPlus&trade 处理不同类型粉末的性能&bull 独特粉筒设计，吸潮结块、蓬松流动性差等难处理粉末轻松应对易结块，流动性差的 HATU 容易在加粉过程中堵住出粉口；X-Phos、乳糖此类粉末蓬松，流动性差，加粉过程中容易加粉速度过慢，晶泰科技的粉筒结构经过反复迭代优化，确保固体粉末的顺利加粉。&bull 自适应加粉算法智能调节，保证流动性好、大颗粒等多类粉末准确加粉碳酸钾的流动性好，在加粉过程中的准确度需要算法精细调控，山梨醇具有较大颗粒，同样需要合适的算法保证其准确度，晶泰科技自研的控制算法将加粉过程分为多个阶段，包括了最开始的粉末适应阶段，快速加粉阶段和最后的精确控制阶段，可对不同性状的粉末进行适应，达到准确加粉。&bull 配备除静电装置，有效应对“静电飘粉”硬脂酸镁质量比较轻，在加粉过程中更是容易产生静电导致飘粉，晶泰科技的固体加样仪中配备的除静电装置，同时为了平衡加样速度与保证粉末不飘出样品瓶，粉筒出粉口的大小经过反复优化，应用在 96 孔板此类小孔径目标容器中加样同样能够避免交叉污染的风险。ChemPlus&trade 功能优势&bull 高通量：可放置多种固体原料和接收容器，全面提升效率；&bull 适用范围广：样品无需特殊处理，覆盖吸潮结块、较大颗粒、蓬松、流动性差的粉末；&bull 智能算法参数调节：自适应加粉算法，多类型粉末智能识别；&bull 压电陶瓷激振技术：多类型粉末出粉更流畅；&bull 除静电：有效降低静电效应，加样更准确；&bull 成本可控：耗材价格低廉，节省成本；&bull 占地小：整机尺寸小，桌面型；&bull 兼容性广：可兼容多种实验室常用尺寸小瓶；&bull 数据追踪：条形码或二维码样品管理，支持审计追踪；&bull 简易交互软件：可视化操作软件，易上手使用。ChemPlus&trade 是一款结构紧凑的桌面型固体加样仪，支持多种固体原料和兼容不同接收容器，无需人工值守，自动完成重复耗时的称重固体加样操作。ChemPlus&trade 自动化粉末加样技术能够处理多种粉末，覆盖吸潮结块、较大颗粒、蓬松、流动性差的粉末，自适应加粉算法，多类型粉末智能识别，无需针对特定粉末进行设置或者优化加样参数。ChemPlus&trade 可作为制药、石油化工、精细化工、材料合成、食品饮料、再生能源、生物研究等行业实验室中自动化加粉称量、分装的通用设备。产品彩页和应用报告可在晶泰科技展位“资料中心”直接下载。（点击该行文字可直接跳转）

上海国际粉末冶金展览会（PM CHINA 2019） 中国粉末冶金行业一年一度的品牌盛会，云集数百家国内外驰名企业，集中展示世界领先的粉末冶金技术、注射成形技术、高精度零部件制造技术、3D打印技术、高性能材料等，为粉末冶金相关行业提供先进的解决方案和优质的产品服务。 3月25日，上海国际粉末冶金展览会开幕首日，迎来了盛大的第八届上海国际注射成形高峰论坛，诚邀行业大咖打造一场高规格、高水平的注射成形行业交流盛宴。受主办方邀请，弗尔德科学仪器事业部总经理董亮先生亮相2019上海国际注射成形高峰论坛，“华山论剑”，娓娓道来弗尔德仪器先进的研磨筛分技术、粒度粒形分析技术、元素分析技术以及热处理技术，全心全意为粉末冶金注射成形技术提供一流的仪器解决方案。弗尔德科学仪器事业部总经理董亮先生 作为2019上海国际粉末冶金展览会的参展商，弗尔德仪器展出了旗下众多品牌，包括研磨筛分设备品牌德国Retsch（莱驰）、粒度粒形分析仪品牌Retsch Technology（莱驰科技）、元素分析仪专业品牌德国Eltra（埃尔特）和热处理先进品牌CarboliteGero（卡博莱特盖罗）。如果你正在寻找粉末冶金注射成形、价格制造中创新、高新的解决方案，弗尔德仪器展位将是你不容错过的精彩。 从颗粒粒径粒形分析、元素分析、热处理、微观结构分析到硬度测试，弗尔德科学仪器事业部整合全球专家的建议和服务，为增材制造及粉末注射成型工艺提供创新、高效的解决方案。使用动态图像法测定金属粉末颗粒的粒径粒形 图像分析技术为颗粒粒径分析提供了一种直接测定方法。基本原理很简单：所见即所得。该方法分析时间短、分辨率高、重复性好。Retsch Technology干湿两用多功能粒径及形态分析仪Camsizer X2可以同时测定颗粒粒径粒形信息，功能强大。粉末冶金领域需要的样品颗粒通常粒度分布较宽，以便用较小粒度的颗粒填充大颗粒之间的间隙，从而使粉末更容易装入模具。不规则形状通常有利于烧结过程，因为它增加了颗粒之间的接触。然而颗粒不能太不规则，因为这会使压实更加困难。 对于增材制造，需要的样品颗粒球形度好且粒度分布均匀、较窄，以形成光滑、均匀的粉末层，确保准确烧结。平均颗粒粒径通常在10-50 μm之间。由于过大颗粒或非常不规则的颗粒可能会导致成品缺陷，因此需要非常精确地检测这些样品颗粒。Camsizer X2甚至可以准确检测到这些少量不需要的颗粒。干湿两用多功能粒径及形态分析仪Camsizer X2金属粉末及零件的粉碎筛分 在粉末冶金过程中，原料再利用是一个重要领域。德国Retsch提供了一系列适用于金属粉末筛选和金属零件粉碎的仪器，这些金属粉末和零件可以重新引入到生产过程中。 Retsch振动筛分仪，如振动筛分仪AS200 control，非常适合用于3D打印之前对烧结金属粉末进行筛分，或在打印后将未使用的金属粉末进行分离，以回收细颗粒再次使用。振动筛分仪AS200 control是AS 200系列的经济型产品，质量可靠。在短的筛分时间后可获得1至17个组分。振动筛具有性能和时间的数字设置和显示功能，确保对黑色金属和有色金属（如金、碳化钨或贵金属）进行合适的筛分。振动筛分仪AS200 control 金属注射成型用于生产形状复杂的金属零件。生产每个阶段都可能产生性能不理想的中间部件。这些不理想的中间部件可以被粉碎，作为回收再利用的原材料。像Retsch的BB 500 XL这样的颚式破碎机可以在几分钟内粉碎有缺陷的生坯、棕坯或硬质金属零件。颚式破碎机BB 500 XL金属粉末的化学元素分析 对于金属原材料及最终的粉末成品，为了监测样品的纯度等品质，都需要进行成分及含量检测。3D 打印用金属粉末对纯净度要求很高，除测定主要元素及杂质元素外，氧、氮、氢含量也有要求。 增材制造业常用的一些金属材料，如，钛合金、钴铬合金、镍合金、哈氏合金、铝合金以及钢类等，都非常适合用德国Eltra（埃尔特）氧/氮/氢分析仪Elementrac ONH-p进行检测。测量时，样品无需进行前处理，粉末样品包裹在胶囊中称重后即可直接进样。氧/氮/氢分析仪Elementrac ONH-p MIM/CIM/3D打印工艺热处理技术 MIM/CIM工艺流程中，需要使用粘结剂，使其与金属或陶瓷粉末混合成喂料方便成形。在烧结前需要去除这些粘接剂，这个过程叫排胶。排胶是否彻底，对成品的质量影响很大。CarboliteGero（卡博莱特盖罗）热壁炉——GLO系列，能满足此应用。其加热元件位于炉膛外侧，整个炉膛相当于一个容器。加热元件直接加热炉膛外侧，并向内传导热量，整个炉膛壁是热的，所以叫做热壁炉，也可选配带氢气供气系统的全自动控制系统。GLO退火炉 烧结是MIM工件成形前的最后一个工艺，是一个把粉状物料转变为致密体的传统工艺过程。粉体成形后，通过烧结得到的致密体是一种多晶材料，其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。烧结和前道排胶工艺是否彻底，都直接影响显微结构中的晶粒尺寸、气孔尺寸及晶界形状和分布，进而影响材料的性能。烧结的最终目的是增加产品的密度，密度常被用于衡量产品质量的手段。 根据烧结的温度、真空度、气氛以及样品装载量和装载方式， CarboliteGero（卡博莱特盖罗）的多款设备能满足不同要求的烧结工艺。烧结温度远高于排胶温度，其炉膛为双层中空结构，中间的夹层通冷却水，加热元件与保温材料位于炉膛内，这类炉子我们称为冷壁炉。无论炉膛内的温度有多高，整个炉膛外壁是冷的。其大致可分为：冷壁箱式炉、冷壁钟罩式炉等。HTK排胶烧结一体炉HBO钟罩式气氛烧结炉MIM工艺的炉型选择示意图

探索未来的关键材料！合金材料研究正在掀起科技浪潮，为我们的生活带来无限可能。其应用前景非常广阔，无论是在航空航天、汽车制造、电子产品、可再生能源还是医疗领域，高性能的合金材料都是推动进步的核心力量。随着科技的飞速发展，对合金材料的需求和性能要求不断提升，研究人员正致力于开发出更多高性能、低成本、环境友好的的新型合金材料，以满足不断变化的应用需求。对于晶泰科技的客户——合金材料研究实验室的研究人员而言，精确的金属粉末称量是影响他们研究的重要因素之一。整个研究中金属粉末称量面对各种挑战，如流动性差的粉末、静电吸附、环境因素影响以及潜在的安全风险。为了应对挑战，客户选择使用晶泰科技 ChemPlus® 桌面型固体加样仪，来确保金属粉末加样称量的精准性，为合金材料研究提供坚实的基础。客户在合金材料研究实验过程中，选择了 3 种代表性的金属粉末，设置了 50/1000/2000mg 3 个目标加样量，记录 ChemPlus® 桌面型固体加样仪对于不同粉末在不同目标加样量下的称量数据：平均加样值、加样偏差、加样时间等。&bull 测试粉末样品：3 种（因研究保密性，不展示具体粉末名称，有相似需求的客户，晶泰科技提供样品免费测试服务，可联系我们）；&bull 目标加样量：50mg、1000mg 和 2000mg；&bull 每种粉末样品分装到定制实验小瓶。表1.三种金属粉末自动加样称量实验数据经过对测试数据的综合分析，我们得出以下结论：ChemPlus® 桌面型固体加样仪在称量合金材料研究中具有代表性的三种金属粉末方面表现出高度的准确性和稳定性。具体的性能表现如下：&bull ChemPlus® 能够有效处理吸潮结块、流动性差以及易氧化的金属粉末，在测试过程中表现出良好的操作性，没有出现堵塞现象表明其适用性广泛，能够满足多样化的实验需求。&bull 在进行加样称量时，ChemPlus® 对于所有预定目标重量的偏差控制在了 0.1mg 的精确范围内，反映出其突出的称量精度。&bull 当进行中量程加样操作时，ChemPlus® 能够以更快的速度达成目标加样，展示出较高的友好性和快速精确的加样称量能力。&bull 将 ChemPlus® 系统置于手套箱内进行操作，能够顺利执行金属粉末 C 的自动加样称重任务，并且支持与其他系统的集成。综上所述，ChemPlus® 桌面型固体加样仪在精确控制金属粉末加样过程中展现出了高效性和可靠性，适用于进行合金材料研究中金属粉末加样称量。&bull 高通量：可放置多种固体原料和接收容器，全面提升效率；&bull 适用范围广：样品无需特殊处理，覆盖吸潮结块、较大颗粒、蓬松、流动性差的粉末；&bull 智能算法参数调节：自适应加粉算法，多类型粉末智能识别；&bull 压电陶瓷激振技术：多类型粉末出粉更流畅；&bull 除静电：有效降低静电效应，加样更准确；&bull 成本可控：耗材价格低廉，节省成本；&bull 占地小：整机尺寸小，桌面型；&bull 兼容性广：可兼容多种实验室常用尺寸小瓶；&bull 数据追踪：条形码或二维码样品管理，支持审计追踪；&bull 简易交互软件：可视化操作软件，易上手使用。ChemPlus® 这款结构紧凑的桌面型固体加样仪，帮助客户合金材料研究实验室，提高了金属粉末加样称量的效率、精准性和安全性，为研究人员节省了宝贵的科研时间。ChemPlus® 适用性非常广泛，支持多种固体原料和兼容不同接收容器，无需人工值守，自动完成重复耗时的称重固体加样操作；同时，ChemPlus® 自动化粉末加样技术能够处理多种粉末，覆盖吸潮结块、较大颗粒、蓬松、流动性差的粉末，自适应加粉算法，多类型粉末智能识别，无需针对特定粉末进行设置或者优化加样参数；自动化高通量的加样，避免研究人员直接接触可能具有毒性或易燃性的粉末。在此客户案例中也为客户定制专属实验小瓶和托盘；并且支持集成到无水无氧体系手套箱中。

朋友跟我讲了个公司老宋的故事，说是中国版绝命毒师。 老宋是厂子特聘的化学专家，年薪二十几万，却开一辆临近报废的破桑塔纳。我问他为什么，他笑着打哈哈，答非所问，直到和他交往久了，我才明白其中的原因。老宋缺钱，很缺钱。后来我们这才知道，老宋的两个儿子都不成器。 有一天他带来一袋白色粉末，让我猜是什么东西。“这是……毒品？”我开玩笑。老宋一愣，随即哈哈大笑：“扯咧，洗衣粉！”老宋向水盆里倒了些粉末，晃了晃，果然漾起很多泡沫。我对他故作神秘的样子表达不满，他咧着嘴笑，露出满嘴黄牙。“你可真看得起你哥我，那玩意儿是一般人能造的？”一般人当然造不了，但老宋可不是一般人。 几个月之后老宋被捕，全厂轰动。 那天好几辆警车开进公司，从上面下来十几个全副武装的警察，过了片刻老宋被从实验室押了出来。我们挤在楼道上，看见老宋双手带着手铐，面色苍白。他走路踉踉跄跄，要不是身边有人搀扶，估计得瘫倒在地上。老宋被押进车间，然后有很多人向外搬东西。远远能看见是些反应罐、搅拌机、脱水机、磅秤、天平、制冷机之类，还有一些瓶瓶罐罐，拉了满满两车。老宋的罪名是制毒，这些就是他的作案设备。 老宋被捕后，关于他制毒的一些传闻渐渐流传开来。老宋制毒的动机当然是为了钱。他小儿子开车撞了人，事故很严重，要赔对方68万。老宋虽然年薪高，但是手头一时也拿不出那么多现金来，老宋实在走投无路，开始走上了一条不归路。至于如何制毒，对于老宋这种化学专家而言就是小儿科，就算是从普通药店就可以买到的常见感冒类、止咳类药物，经过老宋的手，也可以变成能让人欲罢不能的冰毒。就以市面上常见的某感冒药为例，从这类药物中提取一种名叫麻黄素的物质，经过加工制作成麻黄素混合液，然后将液体放入蒸馏烧瓶中，进行高温蒸馏，就可以得到甲基苯丙胺，这就是冰毒的主要成分，接下来的工作就是反复蒸馏，提高纯度。说到这里我觉得老宋仍保有一定的良知，因为他制作的冰毒纯度都不是很高。 回想起他之前制造的白色洗衣粉，我还开玩笑说是毒品。每每想起那一幕我就脊背发麻，感觉世事无常。 由于大部分毒品是白色粉末，犯罪分子经常用食盐、洗衣粉、白糖等白色粉末状物质来伪装和掩护毒品，给海关和公安办案人员带来困扰。同时毒品中淀粉、葡萄糖等添加成分，分子量大、极性强、不易气化，对其采用气相色谱法检验具有一定的难度。拉曼光谱属于分子振动光谱，具有所需检材量小、不破坏检材、不需要对样品进行前处理、操作简便、分析速度快等优点。拉曼光谱技术能够比较直观地观察到晶体或粉末的微观情况，对于晶体结构不同或晶体－粉末的混合物，能够直接断定是否有添加成分的存在，对微量杂质或掺杂物的分析具有独特的优越性。我们针对包括可卡因海洛因在内的七种毒品进行拉曼光谱检测。由图可知，七种常见毒品均有相当丰富的拉曼特征位移峰，且每个峰的信噪比较高。同时七种常见毒品的特征峰峰位相互间均有较大差异，通过其特征拉曼峰峰位的不同区分不同成分的毒品。 我们还鉴定了包括奶粉、洗衣粉在内的四种白色粉末状物质，洗衣粉是混合物，且不同厂家的洗衣粉有不同的配方，所以会产生不同的拉曼谱图，不同厂家奶粉的拉曼谱图也有所差异。也就是说由于洗衣粉和奶粉不具有固定的分子结构，也就不具有固定的拉曼谱图，本次鉴定的只是一种奶粉和一种洗衣粉的拉曼谱图，而不是标样谱图。 拉曼光谱分析技术实现了对毒品及其常见添加成分的快速分析。由于拉曼光谱具有微区分析功能，即使毒品和其它白色粉末状物质混和在一起，也可以通过显微分析技术对其进行识别，得到毒品和其它白色粉末分别的拉曼光谱图。拉曼光谱法是检验常见毒品及其添加成分的快速有效的方法。现已成熟运用于刑侦、安检、缉毒等领域。

球形金属粉末作是金属3D打印最重要的原材料，是3D打印产业链中最重要的环节，与3D打印技术的发展息息相关。在“2013年世界3D打印技术产业大会”上，世界3D打印行业的权威专家对3D打印金属粉末给予明确定义，即指尺寸小于1mm的金属颗粒群，包括纯金属粉末、合金粉末及具有金属性质的某些难溶化合物粉末。目前3D打印用金属粉末材料主要集中在钛合金、高温合金、钴铬合金、高强钢和模具钢等方面。随着金属3D打印技术的飞速发展, 球形金属粉末的市场将保持高增长态势。2016年3D打印金属粉末的市场规模约为2.5亿美元，预计2025年市场规模将达到50亿美元。为满足3D打印装备及工艺要求，金属粉末必须具备较低的氧氮含量、良好的球形度、较窄的粒度分布区间和较高的松装密度等特征。当前我国生产的金属粉末性能难以满足高端客户需求，高质量 3D 打印用金属粉末需依赖进口。因此，研究3D打印金属粉末的制备尤为重要。本文特整理了当前3D打印用金属粉末的4种制备方法，供大家参考。1、气雾化法 气雾化法是利用惰性气体在高速状态下对液态金属进行喷射，使其雾化、冷凝后形成球形粉。根据热源的不同又可以将气雾化法细分为电极感应熔炼气雾化(EIGA)和等离子惰性气体雾化(PIGA)两种工艺，采用惰性气体既能防止产物氧化，又能避免环境污染。在 EIGA 工艺中，为电极形式的预合金棒将在不使用熔炼坩埚的情况下进行感应熔炼和雾化，其工艺原理图如下图所示。采用气雾化法所得粉末粒度分布广，大部分为细粉，杂质易于控制，但粉末由于粒径不同而冷却速度不同，导致颗粒内部易产生气泡，形成空心结构，粉末形状不均匀，出现行星球等，对粉末后期应用造成不利影响。 电极感应熔炼气雾化(EIGA)原理及其生产的金属粉末图片来源：南极熊3D打印2、等离子旋转电极雾化法(PREP) 等离子旋转电极雾化法(PREP)是生产高纯球形钛粉较常用的离心雾化技术，其基本原理是自耗电极端面被等离子体电弧熔化为液膜，并在旋转离心力作用下高速甩出形成液滴，然后液滴在表面张力的用下球化并冷凝成球形粉末。PREP 因采用自耗电极，制备出的粉末纯净度较高，且该技术不使用高速惰性气体雾化金属液流，避免了“伞效应”引起的空心粉和卫星粉颗粒的形成。因此，相对于气雾化而言，PREP 制备的粉末中空心粉和卫星粉更少。PREP 制备的粉末球形度可达 99.5%以上，但是粉末粒径分布较窄，主要介于 50～150μm，存在着粉末尺寸 偏大的问题并且细粉收得率很低。目前俄罗斯最先进的 PREP 技术也只能收得约 15%的细粉(～45μm)，难以服务于微细球形钛粉市场。 等离子旋转电极雾化法(PREP)原理及其生产的金属粉末图片来源：南极熊3D打印3、等离子丝材雾化法（PA） 等离子丝材雾化法（PA）是加拿大 AP&C 公司特有的金属粉末制备技术，PA 工艺是以纯度高的金属或合金丝为原料，以等离子枪为加热源，原料丝材被等离子体瞬间熔化的同时被高温气体雾化，形成的微小液滴在表面张力的作用下球化并在下落过程中冷却固化为球形颗粒的一种工艺。以合金丝为原料制备各种材质球形粉末的工艺，可实现高水平的可追溯性和较好的颗粒大小控制。该工艺生产出的粉末粒径分布范围窄，平均粒径约为 40μm，细粉收得率高（80%），几乎没有卫星球；粉末纯度高（低氧，无夹杂），球形度高，伴生颗粒非常少。具有出色的流动性和表观密度、振实密度。主要服务对象为生物医疗和航空航天工业，产品畅销20 余个国家。 等离子丝材雾化法（PA）原理及其生产的金属粉末图片来源：南极熊3D打印近年来，国外关于 PA 技术的研究取得了不少进展，现有技术已能够在单位时间内所消耗气体与原料的质量比小于20的条件下，制备大量(至少80%)粒径分布为0～106μm的金属粉末。加拿大 AP＆C 公司是 PA 技术的专利持有者，加拿大 Pyro Genesis 公司也拥有相关类似专利，但均不对外出售等离子雾化设备。由于国外公司专利保护及技术封锁，一直以来国内关于 PA技术的研究进展缓慢。 4、射频等离子球化法 射频等离子体球化法是利用射频电磁场作用对各种气体（多为惰性气体）进行感应加热，产生射频等离子，利用等离子区的极高温度熔化非球状粉末。随后粉末经过一个极大的温度梯度，迅速冷凝成球状小液滴，从而获得球形粉末。射频等离子球化技术（PS）图片来源：南极熊3D打印目前国外在这方面研究较多的公司有代表性的包括：英国 LPW 技术公司和加拿大的泰克纳公司。其中，泰克纳 (TEKNA) 公司所开发的射频等离子体粉体处理系统，在世界范围内处于领先地位，可以实现 Ti、Ti-6Al-4V、W、Mo、Ta、Ni 等金属及其合金粉末的生产。 国内北京科技大学在射频等离子球化方面也进行了大量的研究，以不规则形状的大颗粒TiH2 粉末为原料，经过射频等离子高温区后 TiH2 粉末脱氢分解、爆碎，即发生“氢爆”。爆开的金属液滴下落过程中，在表面张力的作用下缩聚成规则的球状，得到微细球形粉末。所收得的粉末粒度范围可以达到 20~50μm，细粉收得率更是高达 80%以上，各项性能参数均不逊于国际一流队列的粉末，图 6 是氢化钛粉末经射频等离子球化前后粉末形貌图。同时，该团队还将该方法创新性地应用到了钨、高温合金、钕铁硼等金属粉末的球化处理当中，均取得了显著的成果。射频等离子体制备球形钛粉示意图图片来源：南极熊3D打印球化前后的粉末形貌对比图片来源：南极熊3D打印

在材料科学领域，材料的制备和应用对于众多工业部门，如冶金、陶瓷、电子、医药和化工等，都至关重要。随着科技进步和工业需求的不断提升，对材料质量和性能的要求也日益严格。这就要求在材料配方设计和实验工艺流程中实现更高的精度和效率。尤其在配方研究中，涉及到多种粉末材料的精确配比，粉末加料过程因而成为了一个复杂且耗时的步骤。传统的粉末称量方法主要依赖于人工操作，这不仅效率低，而且结果的准确性易受操作者技能水平的影响，导致加料精度不稳定。同时，人工操作还可能引起粉尘污染和物料浪费。此外，不同粉末的物理特性（如流动性、粒径分布、密度等）对称量过程的影响是显著的，这进一步增加了称量过程的复杂性。因此，传统的人工称量方法已难以满足现代材料研发对于粉末称量精度和效率的严格要求。随着自动化技术的不断发展，自动化粉末称量系统成为了解决这一问题的关键技术。自动化系统能够实现高精度的重量控制和高效率的称量操作，显著提高了材料配比的准确性和可重复性。自动化粉末称量系统通过精密的控制设备和算法，确保了粉末的精确加料，同时减少了粉尘污染和物料浪费，为新材料的研发提供了有力的技术支持。自动化系统通常具备易于操作的界面，能够适应不同粉末特性的变化，并且可以与其他实验室自动化设备无缝集成，进一步提升了实验室的整体工作效率。在陶瓷材料的研发过程中，通常涉及对 5 至 8 种不同的原始粉末进行精确称量，随后执行一系列实验步骤，包括研磨、烧结等。这些步骤之后，还需进行造粒、分装等操作，这些环节往往是劳动强度高且重复性强的工作。传统的手工操作不仅耗费大量的实验人员时间和精力，而且效率低下，且难以保证实验结果的重复性和一致性，容易引入人为误差。高通量自动化固体加样技术的应用，能够有效解决这些问题。该技术通过自动化设备精确控制原料粉末的称量和分配，确保了实验的高效性和准确性。自动化系统的使用显著提升了实验操作的重复性和一致性，同时减少了人为误差的可能性，从而保障了实验数据的可靠性和科研过程的科学性。我们选取了 17 种常用的原料粉末，使用晶泰科技桌面型固体加样仪 ChemPlus® 进行加样测试。目标加样量：500mg、1000mg、2000mg，测量数据如下：除了对原始粉末进行测试，我们还对球磨烧结后的造粒粉末进行了相应测试。鉴于造粒粉末对精度的要求没有特别严格，通常情况下，偏差在 10% 以内即可满足工艺标准。因此，我们选择了 300mg 和 3000mg 这两个不同的加粉量，进行了多轮测试。测试结果显示，使用 ChemPlus® ，可以非常有效地分装造粒粉末，并且在加样过程中不会破坏粉末原有的颗粒状结构。测试结果表明，在不同材料场景下进行粉末加样时，ChemPlus® 能够将标准偏差有效控制在 ±0.5mg 以内。加样时间会根据粉末的具体性状而有所变化，但所有类型的粉末加样合格率均高达 98% 以上。此外，该加样过程还能够很好的处理造粒后的粉末，确保其结构的完整性得到保持。ChemPlus® 桌面型固体加样仪ChemPlus® 桌面型固体加样仪，支持多种固体原料和接收容器，无需人工值守，自动完成重复耗时的固体称重加样操作。 &bull 高通量：可放置多种固体原料和接收容器，全面提升效率；&bull 适用范围广：样品无需特殊处理，覆盖吸潮结块、较大颗粒、蓬松、流动性差的粉末；&bull 智能算法参数调节：自适应加粉算法，多类型粉末智能识别；&bull 压电陶瓷激振技术：多类型粉末出粉更流畅；&bull 除静电：有效降低静电效应，加样更准确；&bull 成本可控：耗材价格低廉，节省成本；&bull 占地小：整机尺寸小，桌面型；&bull 兼容性广：可兼容多种实验室常用尺寸小瓶；&bull 数据追踪：条形码或二维码样品管理，支持审计追踪。ChemPlus® 桌面型固体加样仪是一种专为不同固体粉末设计的自动化加样设备。该设备可以实现精确加样、提升加样效率、操作界面友好，使用安全，有效降低了物料浪费和人工成本。ChemPlus® 的引入为实验室提供了一个高效能、可靠性强和经济性高的固体加样解决方案，特别适用于需要高通量和重复性的粉末处理场景。通过自动化技术，该设备确保了加样过程的一致性和可追溯性，同时减少了潜在的人为误差，从而提升了整体实验流程的质量和产出，对新材料的研发具有重要的意义。

2016年4月27-29日，美国康塔仪器公司将携其全自动比表面积及孔径分析仪NOVAtouch和图像法粒度粒形分析仪、真密度仪等产品亮相“第九届上海国际粉末冶金、硬质合金与先进陶瓷展览会”。欢迎大家莅临我们展位，共同探讨粉末冶金、陶瓷粉末表面改性处理以及多孔陶瓷微观结构表征分析等应用。展位号:A215，凡关注“康塔仪器”微信公众号的观众，可现场领取精美礼品一份。 表征多孔结构的主要参数是：孔隙度、平均孔径、最大孔径、孔径分布、孔形和比表面，这恰是全自动比表面和孔径分析仪的主要功能。NOVAtouch系列全自动比表面积及孔径分析仪作为康塔仪器专利产品，是高质量高性能气体吸附分析系统的代表，共有8个型号，采用彩色触摸屏，完全自动化、操作简单，因为可以不使用氦气，运行成本低；一次可以分析多个样品，因而测量效率高，可充分满足科研或质量控制实验室的需要。 除材质外，材料的多孔结构参数对材料的力学性能和各种使用性能有决定性的影响。由于孔隙是由粉末颗粒堆积、压紧、烧结形成的；因此,原料粉末的物理和化学性能,尤其是粉末颗粒的大小、分布和形状，是决定多孔结构乃至最终使用性能的主要因素。多孔结构参数和某些使用性能（如渗透率等）可以用压汞法等来测定，上图为美国康塔仪器公司的全自动压汞仪，可以同时测定两个样品。 烧结多孔材料的力学性能不仅随孔隙度、孔径的增大而下降，还对孔形非常敏感。孔隙率不变时，孔径小的材料透过性小，但因颗粒间接触点多，故强度大。过滤精度即阻截能力是指透过多孔体的流体中的最大粒子尺寸，一般与最大孔径值有关。孔径分布是多孔结构均匀性的判据。对于过滤材料要求在有足够强度的前提下，尽可能增大透过性与过滤精度的比值。根据这些原理，发展出用分级的球形粉末为原料，制成均匀的多孔结构，用粉末轧制法制造多孔的薄带和焊接薄壁管，发展出粗孔层与细孔层复合的双层多孔材料。康塔Porometer 3G孔径分析仪代表了先进的气体渗透法孔径分析技术：是基于电脑的强大软件控制，拥有卓越性能的紧凑型台式分析测量仪。它提供四种型号，适用于不同的压力（即孔径）和流速范围，以实现材料特性和仪器性能（灵敏度、准确度、再现性）的极佳匹配。精确测定施加于样品上的压力对孔隙分布分析至关重要，而这正是Porometer 3G孔径分析仪的优势所在。 多孔材料的孔径、强度等性能在很大程度上取决于所选用粉末的平均粒度、粒度分布、颗粒形状等；为了制出预定性能的材料，通常要对粉末进行预处理，如退火、粒度分级、球化和球选以及加入各种添加剂(造孔剂、润滑剂、增塑剂)等。粒度粒形分析仪，则可以对这个过程进行监控把关。康塔仪器所提供的欧奇奥图像法粒度粒形分析仪500NANOXY，干法湿法两用，具备颗粒计数功能，可提供50个以上的粒径/形貌分析参数，无疑是满足此类应用的优选产品。

美国康塔仪器公司（Quantachrome Ins）40余年专注于多孔材料科学表征仪器的生产、制造，相继推出了7代适应不同分析需求的物理吸附仪器，使不同层次的比表面积、孔径分布、孔隙度测量成为现实。 但是，物理吸附类仪器必须使用长颈样品管。传统的装样方式易带来粉末等在管壁粘附，从而导致样品称量、测量误差。为使广大用户的操作更便捷，美国康塔仪器公司特上线专用长颈漏斗（S/N 74146）。该漏斗易于清理，可避免粉末粘附，用于全部Autosorb系列、Quadrasorb系列及Nova系列9mm和12mm样品管的样品添加。 详情请联系美国康塔仪器北京代表处，电话：400－661－0892，800－810－0515。

仪器信息网讯 日前，英国FREEMAN TECHNOLOGY公司主打产品FT4多功能粉末流动性测试仪由大昌华嘉商业(中国)有限公司独家代理，在中国颗粒学会第八届年会上，FT4首次出现在国内的学术会议现场。仪器信息网记者针对该产品采访了FREEMAN TECHNOLOGY公司材料学家傅晓伟以及大昌华嘉产品经理严秀英。 英国FREEMAN TECHNOLOGY公司材料学家傅晓伟 　　傅晓伟介绍，最新型的FT4多功能粉末流动性测试仪，2004年研制成功后，主要在欧美、日本以及澳洲等发达国家和地区使用，但在中国尚属于刚进入阶段。傅晓伟表示，目前国内在粉末流动测试方面，使用的多是50年前或更早的传统的测试技术和仪器，这些仪器只能测试其实与粉末加工过程并无关联的的单一粉末性质，而FT4则通过与主机配合的各种附件，可以对各种加工条件下的粉末性质进行系统表征。它可以替代目前国内市场上几乎所有的粉末流动测试仪。 中国颗粒学会第八届年会上，大昌华嘉展出FT4多功能粉末流动性测试仪样机 　　在中国颗粒学会第八届年会上，傅晓伟曾就此发布报告。在报告中，通俗的案例分析让与会者明白，即使粉末颗粒大小和形状等微观性质没有任何改变，粉末的宏观性质会因应力状态或者含气量等因素变化发生巨大的改变。他认为，粉末流动性质不能用简单的一个参数来描述，而要考虑粉末所处的应力环境等多个因素。在多数情况下，决定粉末加工表现或者产品质量的往往是3个以上相关的粉末流动性质的综合影响。 　　据仪器信息网了解，FT4可应用于制药、食品、化工、粉末涂料、墨粉和粉末冶金冶金等多个行业。傅晓伟以医药片剂生产为例介绍：&ldquo 如果我们能够建立起装料条件下相关的药品粉末的流动性质，比如粘结性和透气性等流动性参数，和充填重量的准确定量关系，即什么性质的粉末会有什么样的充填表现，就能很好地优化配方设计或者实现质量控制，保证药片剂量精准。&rdquo 　　傅晓伟表示，国内客户相对而言比较重视仪器测试方法是否符合现有某种国标。但是值得指出的是，用户首先需要了解这个国标的时效性。如果仍然是遵守陈旧的国标，那么即便符合这种国标的最新型的仪器也是&ldquo 过时&rdquo 的。在这方面，国外客户更注重仪器的先进性和功能性，特备是实用性和解决实际问题的能力。 　　创新型仪器和专利测试技术进入国标需要时间。目前，FT4中已有部分测试方法符合较新的ASTM标准，其他的则在建立新的ASTM标准过程中。傅晓伟认为，FT4进入中国时间尚短，完全进入中国国标需要用户基础和时间。在他看来，大学科研院所，大型跨国企业在国内的分支机构以及上下游企业更快更易接受先进的仪器理念，将会带动FT4在国内的快速推广。今年3月进入中国以来，FT4已经陆续有华东理工大学、北京低碳清洁能源研究所等机构用户，这就是明显的例子。 　　在国内之所以选择与大昌华嘉合作，傅晓伟认为，大昌华嘉在颗粒领域的专业程度吸引了FREEMAN TECHNOLOGY。大昌华嘉产品经理严秀英介绍，大昌华嘉对FT4在国内的推广也作了诸多准备.今年以来，为引进FREEMAN TECHNOLOGY进入中国，大昌华嘉运用了网络媒介推广、应用文章撰写、展会产品展示以及专业学术会议报告等不同层面的宣传途径。大昌华嘉非常重视FT4多功能粉末流动性测试仪在过国内的发展，亦将其视为科学仪器未来的发展重点。

锂电池以其特有的性能优势已在便携式电子设备中得到了普遍应用，其中大容量的锂电池还被用于电动汽车，预计未来将成为其主要的动力电源之一。此外，它还可用于人造卫星、航空航天和储能等方面。 11月7日，HORIBA Scientific举办了光谱应用系列在线讲座（6）——“光谱仪在能源、电池领域中的应用”，涉及辉光光谱、拉曼光谱技术。至此，“2014探索In的光谱应用”系列活动圆满结束。本次活动涵盖了如今热门的6大应用领域及7种光谱技术，为参与者提供了一个绝好的学习光谱技术机会。现将本次讲座问题整理后供大家参考。课程一：辉光光谱Q:赵老师：请问可以分析粒径在几百纳米的粉末样品吗？A:辉光放电光谱仪可直接分析的样品呈固体块状/片状，不可以分析粉末样品。当然可以将粉末样品磨碎混合铜粉压片成均匀块体分析。Q:Lucy-SH：辉光放电光谱仪和椭圆偏振光谱仪有什么区别？A:辉光放电光谱仪是有损分析技术且专注于分析镀层元素随深度的分布，可获得镀层元素、界面污染、表面处理、层间扩散、镀层均一性，定量后还可获得镀层元素含量及镀层厚度；椭圆偏振光谱仪是无损分析技术，它专注于分析镀层样品的厚度、光学常数（n,k）、粗糙度、孔隙率、界面信息、组分、结晶度、梯度变化及各向异性等。Q:中南大学-材料院-张老师：磁控溅射后的样品可以做吗？样品要平整到什么程度？A:可以。样品仅需要看上去平整即可进行分析。Q:张老师：请简要介绍一下辉光放电谱仪与SIMS比较的优缺点？A:两种技术都为表面镀层分析技术。辉光放电光谱仪分析速度快（几分钟），可测试元素周期表中所有元素，操作简单、维护方便、价格便宜。SIMS分析速度慢（几个小时），可测试所有元素、同位素，分析化合物组分及分子结构，操作复杂含有超高真空设备、维护成本高、价格昂贵。联合使用可多方位表征样品。Q:哈尔滨工业大学-能源学院-张老师：经Ar粒子轰击过的样片，比如您粒子中的0.3nm的镀膜材料，是否测量完成就被破坏了？A:辉光放电光谱仪是一种有损分析，Ar等离子体的阳离子会持续轰击样品表面，将镀层元素剥蚀，终产生一个溅射坑。课程二：拉曼光谱Q:中科院生态中心-王老师：测量液体拉曼光谱，对装样品的玻璃器皿光面毛面状况有特别讲究吗？A:测量液体样品时根据样品量的多少可以选择不同的容器，当样品量少时，放在毛细管中即可（毛细管壁薄的情况下样品信号会相应更强）。通常使用的玻璃器皿都是光面的。如果液体挥发性不强，没有腐蚀性，也可以滴在硬币表面或者玻璃表面。这时毛面的玻璃由于利于散射，可以得到更强的信号。Q:清华大学-材料系-陈老师：锂电池的充放电中提到拉曼可以检测锂离子的扩散，拉曼也可以检测离子吗？A:可以。通常情况下拉曼光谱是不用于离子检测的。但当离子和其它物质发生作用时，可以通过其它物质信号的改变来反推离子的扩散或浓度情况。例如在锂电池中，通过对石墨D峰的检测可以对锂离子扩散进行相应判断。由于拉曼光谱可以对分子所处的微环境进行表征，在一定的实验设计下，它是可以对离子、pH值、温度等信息进行表征的。关注我们HORIBA光谱学院：www.horibaopticalschool.com邮箱：info-sci.cn@horiba.com微信二维码：

大昌华嘉商业(中国)有限公司 DKSH 日期：2012年11月16日 Date: 11/16/2012 上海,16.11.2012 专注于发展亚洲市场拓展服务的大昌华嘉集团与Freeman Technology，继成功合作为华东理工大学提供中国第一台粉末流动性测试仪之后，再次为北京低碳清洁能源研究所（简称低碳所）引进世界领先的粉末流动性质测试仪器FT4。 煤粉的特性：（1）煤粉是由尺寸不同、形状不规则的颗粉所组成，一般煤粉颗粒直径范围为0&mdash 1000um，大多20&mdash 50um的颗粒； 　　 （2）煤粉密度较小，新磨制的煤粉堆积密度过约为（0.45&mdash 0.5）吨/立方米，贮存一定时间后堆积密度为（0.8&mdash 0.9）吨/立方米； （3） 煤粉颗粒的流动性，由于煤粉很细，，单位质量的煤粉具有较大的比表面积，部分煤粉含水量较高，从而使其气体输送过程中产生不同的问题。 中国国内煤炭行业的大部分用户使用煤块，而大量的煤粉由于利用价值低，容易被客户抛弃造成浪费，如果把煤粉收集运输到一块，压成煤块，或者直接采用煤粉输送到煤制油或煤制气的设备中，可以大大提高煤粉的附加值，同时减少浪费。 煤粉从原料到后期加工或应用的气力输送研究对于实现能源高效利用、电厂低排放、低硫化应用具有重要意义。 由于国内的煤种多而杂，煤质差异很大，煤粉输送率、风速、风压等基本参数及其优化需要积累不同来源的煤粉的粉末性质。FT4能够提供全面的粉末流动性参数，如充气流动能（低应力下的煤粉内聚强度），透气性（煤粉充气后的空气溢出难易程度），压缩性（煤粉密度的变化）和剪切性质（煤粉在高应力下的内聚强度和颗粒间摩擦性，如料斗和螺杆输送），为使用煤粉的企业提供煤粉输送设备的工艺参数所需的数据。 关于北京低碳清洁能源研究所 北京低碳清洁能源研究所（简称低碳所）是神华集团有限责任公司出资组建的国家级研究机构，主要致力于发展新技术，改善煤炭利用效率，减少对环境的影响。 目前，低碳所正从事31项研究课题，并在低阶煤热解技术、费托合成催化剂、煤炭气化、直接液化残渣利用、煤制天然气转化、甲烷化催化剂等领域取得了重大进展。 低碳所已与清华大学、中科院等6所中国领先高校和研究所以及4家外国企业和实验室建立了合作关系，现已经提交PCT国际专利申请5项，向中国专利局申请发明专利14项，另外约有29项发明专利申请正处在技术交底的不同阶段。 关于Freeman Technology Freeman Technology 专精于粉末及其流动特性的先进表征与分析技术。该公司成立于1989年，其多功能粉末流动性测试仪的核心源自于它独创的专利技术。该企业获得ISO 9001:2008 认证，所有仪器都在其位于英国格洛斯特郡(Gloucestershire)的设计制造中心生产。研究解读粉末的行为是该企业的经营策略中心。 关于DKSH（大昌华嘉） 大昌华嘉是专注于亚洲地区的全球领先市场拓展服务集团。正如&rdquo 市场拓展服务&rdquo 一词所述，大昌华嘉致力于帮助其它公司和品牌拓展现有市场或新兴市场业务。 大昌华嘉在全球35个国家设有650个分支机构-其中630家分布于亚太地区，拥有24,000多名专业员工。因其销售额和员工人数为居瑞士前20大公司之列。2011年，大昌华嘉的年度净销售额(net sales)近73亿瑞士法郎。 科学仪器部专业提供分析仪器及设备，独家代理众多欧美先进仪器，产品范围包括：颗粒，物理，化学，生化，通用实验室的各类分析仪器以及流程仪表设备，在中 国的石化，化工，制药，食品，饮料，农业科技等诸多领域拥有大量用户，具有良好的市场声誉。我们在中国设有多个销售，服务网点，旨在为客户提供全方位的产 品和服务。 2011年，在中国科学仪器行业目前最高级别的峰会&ldquo 2011中国科学仪器发展年会(ACCSI 2011) &rdquo 上，大昌华嘉(DKSH)喜获&ldquo 最具影响力经销商&rdquo 奖。 更多信息，请联系： 中国上海徐汇区虹梅路1801号凯科国际大厦2208室，200233 电话 +86 400 821 0778 传真 +86 21 3367 8466

锂电系列 | 热分析在锂电池隔膜测试中的应用近期《经济参考报》发表了《新基建提速带动锂电池产业逆势上扬》的报道。文章称，进入2020年，在促进汽车消费和“新基建”等政策的推动下，国内动力锂电池产业显示出逆势上扬的态势。近日，工信部也召开专题会，研究部署加快5G网络等新型基础设施建设，对锂电池产业发展起到了重要推动作用。由于5G使用更大规模的阵列天线、更高的带宽，能量密度更高的锂电池就成为新基建的必然选择。锂电池市场需求巨大，但行业竞争日趋激烈，行业整合正在持续进行中，已经进入快速洗牌阶段。拥有核心技术和提高产品质量是生产厂家在激烈的竞争中生存的关键。热分析技术可以帮助企业更好地了解电池材料的受热稳定性，提高研发效率和质量控制，下面小梅就以热分析技术对电池隔膜的热力学分析为例进行详细解析。锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜以及集流体、外壳和安全元件等组成。其中电池隔膜起着隔离阴阳极、吸收电解液、同时具备微孔结构并允许某些导电离子和气体顺利通过的作用。锂电池隔膜的质量直接影响到电池的充放电性能、容量和使用寿命。目前，市场上主流的隔膜生产工艺有两种，一种是熔融拉伸法（干法），另外一种是热致相分离法（湿法），且目前主要的隔膜材料都是高分子材料，而电池由于不当使用而导致内部温度剧烈上升会使隔膜孔隙率和收缩率等重要指标发生剧烈改变，因此，在使用过程中，隔膜的热稳定性就显得尤为重要。热分析技术可以检测隔膜的熔融行为、玻璃化转变、热稳定性、失效温度、热收缩率等参数，帮助我们更好的了解隔膜的受热稳定性。用DSC测试隔膜的熔融行为DSC主要是用来测试样品在升降温过程中的热量变化情况，因此用DSC可以很好地测定高分子隔膜的熔融过程，下图是PP隔膜的测试图谱，测试结果显示，一次升温时，由于薄膜状的样品在熔融时易发生卷曲，所以往往在第一次升温曲线上容易出现假象，这对熔融温度的测定可能有一定影响。为了消除热历史对熔融温度测定的影响，我们可以采用二次升温的方式消除热历史，此时测定的熔融温度为样品本身的熔融温度。目前市面上的高分子隔膜大都是PP/PE的复合隔膜，因此，在隔膜的DSC测试中，往往会出现两个熔融峰，下图是PP/PE隔膜的测试图谱，PE和PP的熔融峰分别出现在130℃和166℃。用TGA测试隔膜的热稳定性TGA测试结果可以分析样品在升温过程中的质量变化情况，以此来反映样品的热稳定性，下图是PP隔膜的TGA测试图谱，结果显示，该PP隔膜的热分解温度是437℃，且隔膜的成分较为单一。用TMA测试隔膜的膨胀系数及收缩率高分子隔膜材料在受热时会发生一定量的收缩，这对隔膜的孔隙率会有较大的影响，进而影响锂电池的性能。例如，PE隔膜在90℃条件下等温60min收缩率应小于5%。目前，常见的隔膜收缩率的测试方法为悬挂法，即将一定长度的隔膜悬挂于特定温度的烘箱中，一段时间后拿尺子测量隔膜的尺寸，比较烘烤前后隔膜的尺寸来计算收缩率，这种方法的优点是快速，可大批量测试，但缺点也很明显，测试精度较低，且若收缩率处于临界值时难以判断，因此，使用TMA可很好地测定隔膜的收缩率。下图是PP隔膜在升温过程中的收缩率和膨胀系数的测试图谱，结果显示，PP在加热至175℃时的收缩率达到了60%。同理，也可测试不同类型的隔膜材料在恒定温度下特定时间的收缩率。用DMA测试隔膜的实际失效温度为了提升隔膜材料的耐高温性能和力学性能，目前市面上一般都都采用陶瓷粉末增强PE/PP的方法制备陶瓷隔膜或使用PI增强PE/PP隔膜，若对陶瓷隔膜进行DSC测试，其熔融温度往往与纯 PE/PP隔膜一致，但其实这时陶瓷隔膜往往还能保证一定的形貌及力学强度，并没有失效。此时，采用DSC表征隔膜的失效温度往往是不准确的，而通过DMA可较好地表征隔膜实际失效温度。下图是PE隔膜的DMA测试图谱，结果显示，其失效温度为135℃。★了/解/更/多/应/用 ★想了解梅特勒托利多其它产品在锂电行业的应用信息？您可以点击“阅读原文”查看梅特勒托利多全价值链解决方案。欢迎大家在评论区留言，告诉我们你还想学习哪方面的知识~

2017年4月26至28日，全球粉末表征领域专家富瑞曼科技将参加于中国上海光大会展中心举办的2017第十届上海国际粉末冶金展览会暨会议（PM China 2017）。欢迎莅临富瑞曼科技展台：A041。来自富瑞曼的工程师将现场演示FT4粉体流变仪TM操作全过程。该仪器使用获得专利的动态方法，配备了全自动化的剪切盒（依照ASTM D7891标准），并能进行多种松装特性测试， 包括密度、压缩性和渗透性，从而对粉体的流动特性和加工性能进行量化。FT4已经广泛应用于粉末冶金等一系列行业。它所获取的相关数据，有助于实现对工艺和产品最大程度的理解，加快研发和配方设计以获得成功量产，并支持粉体加工的长期优化。来自富瑞曼的专家将全程与到访者就粉体表征与加工性能方面的挑战进行对话，共同探索行业领先的FT4粉末流变仪™ 在各种粉体加工应用领域的优势和可能性。此外，到访者还可以获得富瑞曼科技最新发布的应用指南“粉体流变学在快速成型中的应用”，四项案例研究展示了如何利用AM应用中粉体的流变特性优化过程性能以及单一参数表征的局限性。

本文由马尔文帕纳科应用专家张瑞玲女士供稿 自2021年6月1号起，GB/T 39251-2020《增材制造 金属粉末性能表征方法》等14项推荐国家标准开始实施！该标准主要规范了金属粉末性能的表征方法，检测项目主要包括：外观质量、化学成分、粒度及粒度分布、颗粒粒形、流动性、密度、夹杂物及空心粉。 马尔文帕纳科作为材料表征领域的专家，其先进的分析检测技术为增材制造行业提供粒度、粒度分布、颗粒形貌等贯标解决方案。涉及技术及仪器包含：ü 激光衍射法：Mastersizer3000超高速智能激光粒度仪ü 动态图像法：Hydro Insight 智能颗粒图像分析仪ü 静态图像法(显微镜法）：Morphologi-4 全自动粒度粒形分析仪 一、粒度及粒度分布检测的必要性 为什么增材材料要对粒度及粒形分布进行检测呢？这是因为其工艺性质决定的。增材制造是在金属粉末层熔融过程中，先使金属粉末层分布于制造平台上，然后使用激光或电子束选择性地熔化或熔融粉末。熔化后，平台将被降低，并且过程将持续重复，直到制造过程完成。未熔融粉末将被去除，并根据其状态重复使用或回收。 粉末层增材制造工艺的效率和成品组件的质量在很大程度上取决于粉末的流动性和堆积密度。粒度会直接影响这些特性，是该工艺的关键技术指标，例如，对于选择性激光熔融工艺（SLM），最佳粉末粒度在 15-45 μm；而对于电子束熔融工艺（EBM），最佳粉末颗粒则应在 45-106 μm（对于 EBM）范围内。图1 层叠增材制造工艺的粉末床工艺图图1展示了SLM工艺中金属粉末床如何形成和扫描激光金属形成2D形貌。持续不断的新的粉末床为最终的3D金属部件提供原材料。金属部件的结构一致性和完成件的表面平整度与粉末的化学特性和堆积密度息息相关。 粉末的堆积密度是由颗粒大小和形状控制的。如图2，粉末中大颗粒过多降低填料的密度，而小颗粒过多则降低填料的流动性。只有当大颗粒和小颗粒比例最优时，填充密度最大，大颗粒中的小空隙被小颗粒填满，流动性和堆积密度达到最佳值。 图2 堆积密度和颗粒大小的关系 为了保证厚度的均一，通常会选择较窄的粒径分布。颗粒的填充和流通性对于金属粉末3D打印技术非常重要，这也是我们为什么要优化粒度及其分布，以实现所需的大颗粒和小颗粒的比例，这点非常重要。 堆积密度会影响熔融池的连续性，较低的堆积密度会导致熔融不连续，完成件表面粗糙，导致结果的一致性降低。图3 堆积密度影响的熔融池分析 如图3所示，粉末床在于激光接触时的熔融池模拟图像，熔融池的温度与粉末的组分和由堆积密度控制的熔融池的连续性直接相关，如果堆积密度高，就会形成一个连续的熔融池，生产出表面光滑、结构稳定的完成件。 二、新国标中的粒度及粒度分布的相关指标 2021年6月1日开始实施的系列标准中对于各种金属粉末的粒度及粒度分布，做了具体的推荐要求，涉及金属粉末粒度分析的标准如下所示：ü GB/T 38970-2020《增材制造用钼及钼合金》ü GB/T 38971-2020《增材制造用球形钴铬合金粉》ü GB/T 38972-2020《增材制造用硼化钛颗粒增强铝合金粉》ü GB/T 38974-2020《增材制造用铌及铌合金粉》ü GB/T 38975-2020《增材制造用钽及钽合金粉》 三、金属粉末粒度分布测试技术：激光衍射法 关于粒度及粒度分布，在6月1日施行的GB/T39251-2020 等6项国家标准中，推荐是使用激光衍射法，具体标准参考 GB/T 19077。这是因为激光衍射法且具备样品用量少、制备简单、测量速度快、重现性好等优点，除此之外，激光衍射发广泛适用于所有增材制造用金属粉末的粒度分布检测，该技术测试覆盖范围宽（马尔文帕纳科激光粒度仪测量范围达到0.01 μm ~3500 μm，完全覆盖增材制造行业金属粉末的粒径范围）。图4 激光衍射测量原理图 激光衍射测量是一种非常常用的测试粒径大小及分布的方法----特别是面对较小的粒度范围时。 在激光衍射测量中，激光束穿过分散的颗粒样品，测试散射光强度的角度变化。因为较大的颗粒有较小的角度和较大的散射光强，而较小的颗粒则有较大的角度和较小的散射光强。激光衍射分析仪运用米氏理论，根据所测量的散射光的角度依赖性来计算样品颗粒的粒度分布。 马尔文帕纳科粒度及粒度分布解决方案马尔文帕纳科 Mastersizer 3000 超高速智能激光粒度仪高度自动化，可实现按钮操作，并且只需很少的手动输入即可提供高产量分析，并且有非常广泛的动态范围0.01 至~3500 µm ，可以精确测量金属粉末的粒径分布。并且还可以很容易的在干法和湿法之间切换，测试金属粉末湿分散和干分散的粒径大小。图5 Mastersizer 3000 超高速智能激光粒度仪图6 钛合金粉末湿法和干法测量叠加图 图 6显示了在 Mastersizer 3000 上使用湿法和干法分散制备的金属粉末的测量结果，可以看到湿法和干法结果一致。其实，如果优化了分散程序且采样具有可比性，干湿法应具有等效结果。从趋势表也可以看出，干法和湿法结果一致性非常好。从GB/T 39251-2020 《增材制造 金属粉末性能表征方法》中，关于金属粉末粒度要求来看，这应该属于I 类金属粉末材料，适用于粉末床熔融（选区激光熔融）增材制造 。四、金属粉末颗粒形貌测试技术：动态图像法/ 静态图像法 目前测试颗粒大小和形貌的技术主要有三种：ü SEM技术：分辨率高，但统计颗粒数目不多，可作为定性技术；ü 动态图像技术：可以提供很多的颗粒数量，但图像质量较差，对于小颗粒的形貌还有区分颗粒的表面结构，较为困难；ü 静态图像技术：可以兼顾分辨率和颗粒数量，可以定性，也可以定量。 国标中对于各种金属粉末的颗粒形状，也就是粉末的微观形貌、球形度的表征方法推荐使用动态颗粒图像分析法和显微镜法（静态图像法）。粉末球形度以一定数量粉末颗粒投影界面的圆形度检测值的平均值进行近似表征。 马尔文帕纳科动态颗粒图像分析解决方案最新推出的 Hydro Insight 动态颗粒图像分析仪采用高速高分辨率摄像机实时采集动态颗粒图像，搭配 Mastersizer 3000 超高速智能激光粒度仪可以提供颗粒的分散和单个颗粒实时的图像，并且可以定量测试样品的分布数据，还有32个尺寸和形状的相关指标，如圆度、椭圆图、不透明度、平均直径、长宽比，可以帮助了解颗粒的大小和形状是如何影响了材料的性能。方便您更好地了解您的材料，简化故障排除，并助力快速开发新方法。图7 Hydro Insight 动态图像分析仪（左）金属粉末样品中少量的大颗粒或者小颗粒用激光衍射的方法很难捕捉到信号，Hydro Insight 动态颗粒形貌分析仪可以对单个颗粒进行成像，并提供数量分布，并且可以看到颗粒的形貌。帮助我们看到这些大颗粒是否真实存在，以及它的外观，是高度球形的颗粒，卫星颗粒还是高度不规则的颗粒。图8 Hydro Insight 呈现的大颗粒形貌图9 动态图像法颗粒分布累积曲线马尔文帕纳科静态图像分析解决方案马尔文帕纳科还提供静态图像法高效颗粒形貌测量工具——Morphologi 4 全自动粒度粒形分析仪，用于测量从0.5 微米到数毫米的颗粒粒度和形状。使用伸长率、圆度、凸度等参数报告形状信息，以量化颗粒不规则性和表面粗糙度。与手动显微镜和电子显微镜相比，自动成像更高效，可提供数万颗粒的统计数据。图10 Morphologi 4-ID 全自动粒度粒形分析仪 Morphologi 4 全自动粒度粒形分析仪粒度测量范围从0.5μm到1300μm，采用整体式干粉分散装置，优化的显微镜光学器件和高信噪比CMOS相机，从样品分散到结果分析，均实现自动化SOP控制。图11 钛合金粉末球形度分析示意图 由于80-95%的金属粉末在增材制造的整个周期中都没有使用，昂贵的金属粉末回收利用也是增材制造行业中的关注重点。 为减少制造过程中降解的粉末导致零件质量的下降，避免导致灾难性的零件故障，关注原始材料和回收材料形貌的微妙偏差就显得尤为重要。 Morphologi 4 粒度粒形分析仪对原始粉末和使用多次后的粉末进行检测，为您揭示回收粉末材料与原始粉末的细微差异，进一步解析造成粉体流动性和堆积密度不同的原因。图12 钛合金球形度分析统计结果，红色为原始粉末，绿色为使用8次的粉末，蓝色为使用16次的粉末图13 样品的圆当量粒度分布图，红色是原始粉末，蓝色为使用8次的粉末，黑色为16次的粉末关于马尔文帕纳科马尔文帕纳科的使命是通过对材料进行化学、物性和结构分析，打造出更胜一筹的客户导向型创新解决方案和服务，从而提高效率和产生可观的经济效益。 通过利用包括人工智能和预测分析在内的最近技术发展，我们能够逐步实现这一目标。 这将让各个行业和组织的科学家和工程师可解决一系列难题，如最大程度地提高生产率、开发更高质量的产品，并缩短产品上市时间。 联系我们：马尔文帕纳科销售热线: +86 400 630 6902售后热线: +86 400 820 6902联系邮箱：info@malvern.com.cn官方网址：www.malvernpanalytical.com.cn

作为世界粉末冶金领域两年一度的“奥林匹克”盛事，继日本横滨、美国奥兰多、德国汉堡相继举办之后，首次选址中国，业界人士怎能错过品牌建设、形象推广的大好机遇。九月的北京是世界粉末冶金的舞台九月的粉末冶金人才是主角2018世界粉末冶金大会（WorldPM2018）9月17日-19日在北京隆重举行。世界粉末大会每两年召开一次，是粉末冶金行业最高级别的国际会议。这是备受瞩目的世界粉末冶金大会第一次来到中国，由中国金属学会（CSM）和粉末冶金产业技术创新战略联盟（CPMA）联合主办，吸引了来自瑞典、日本、美国、德国、英国、澳大利亚、中国等32个国家和地区的专家学者1000余人共聚北京，探讨世界粉末冶金工程及技术的可持续发展。此次会议的主题是：打造高端平台，加强行业交流，共享最新成果，实现合作共赢。来自国家科技部、中国科学院、中国工程院、国家外专局等部委和科研机构的领导出席会议，共同见证此次全球粉末冶金行业最高规格、最具权威的学术会议。增材制造（3D打印）、金属粉末制备及工艺、高合金及复合材料等15个相关主题会场，7个兴趣主题会场，91场学术报告和570多篇专业论文，分享着世界粉末冶金技术和产业发展的最新进展和发展战略。同期举办的世界粉末冶金展览会与大会相辅相成，展示了粉末冶金领域的最新技术和产品。弗尔德仪器携旗下四大品牌德国Retsch（莱驰）、Carbolite Gero（卡博莱特盖罗）、德国Eltra（埃尔特）、Retsch Technology（莱驰科技）一同参与此次盛会。本次大会的召开，对加强世界各国粉末冶金行业之间的交流与合作，促进全球粉末冶金事业的发展，起到了积极的推动作用。粉末冶金技术是全球公认的绿色、高效、低碳、可持续性制造技术，越来越受到世界各国制造业和政府的高度重视，在各国经济发展中占有十分重要的地位。粉末冶金技术和产品在国防军工、能源交通、高端装备、石油石化、新一代电子元器件、新型医疗器械等行业发挥着不可替代的重要作用。如今，纳米技术、增材制造技术也进入了粉末冶金的新兴领域。中国的粉末冶金技术和产业经过数十年的发展，取得了举世瞩目的突破和成就，为国民经济和国防军工的发展做出了重要贡献。Retsch Technology（莱驰科技）专业从事粒度及粒形分析测试仪器的研发和制造，采用双镜头专利的动态图像分析技术，可精确分析可流动性的颗粒、粉体、胶体、悬浊液、磁性材料等样品的粒度及形态。弗尔德仪器把Retsch Technology（莱驰科技）的Camsizer X2带来了展台现场，设计基于广受欢迎的Camsizer并进一步优化精细样品的测量条件（从0.6μm到8mm），不仅提高了光学解析度，更提供多样的的进样方式适用有色金属行业的应用，此仪器吸引了很多粉末专家的关注和兴趣，按下手中的照相机，纷纷向技术人员询问产品性能。来自德国的莱驰科技粒度仪专家Joerg Westermann先生与参会专家进行深入讨论。中国粉体网的记者也对远道而来的Joerg Westermann先生进行采访。在有色金属粉末冶金过程中，为了确保最终产品的高质量，质量控制至关重要。德国Eltra（埃尔特）推出的碳硫分析仪CS-i可以测定金属粉末中的碳、硫含量。在烧结过程中，其他化学元素，如空气中的氧（锈蚀）和水分的氢（氢脆），这些元素可能会降低产品的质量，所以需要使用氧/氮/氢元素分析仪ONH-p进行监测分析。 ?此次世界粉末冶金全球峰会的召开，将带动中国的粉末冶金行业以更加前瞻的眼光、更加深度的合作融入世界粉末冶金的发展大潮。弗尔德仪器在此次大会上与来自世界各国粉末冶金领域的专家学者进行了深入交流，世界粉末冶金大会WorldPM2018圆满落幕，弗尔德仪器衷心地感谢各位客户的关注和支持！弗尔德仪器会在粉末冶金行业为您提供更高质量、更高水平的解决方案。

2021年6月1日，《增材制造 金属粉末性能表征方法》（GB/T 39251-2020）[6]正式实施， 该标准中明确要求按照《粒度分析 图像分析法 第2部分:动态图像分析法》（GB/T 21649.2- 2017）[3]来检测并计算金属粉末颗粒投影的球形度值。早在2018年，德国最大的学术组织德 国工程师协会（Verein Deutscher Ingenieure，VDI）在《Additive manufacturing processes, rapid manufacturing Beam melting of metallic parts Characterisation of powder feedstock》（VDI 3405 Part 2.3）[13]中已将动态图像分析法列为增材制造金属粉末粒度及粒形分析的首选方法；美国材料试验协会（American Society of Testing Materials，ASTM）在《Additive manufacturing — Feedstock materials — Methods to characterize metal powders》（ASTM 52907:2019）[12]中， 也将动态图像分析法列为金属粉末粒度分析的方法之一。此次GB/T 39251的实施，代表着我国在金属粉末表征领域与国际同步。 自1999年动态图像法被发明至今已有22年的发展历程，技术层面已经十分成熟，得益于其“所见即所得”的直接测量方法，如今在亚微米-毫米尺度内正被越来越多的用户推崇， 用于颗粒粒度与粒形表征。本文使用图像分析法，激光衍射法和筛分法分别测量了金属粉末的粒度与形状，从形状分析灵敏度、与传统方法对比以及对大颗粒的检测灵敏度等方面对测量结果进行了对比分析，论证了图像分析法在该领域的应用优势。 1. 动态图像法分析原理说明：1 分散态的颗粒；2 颗粒运动控制装置；3 测量区域；4 光源；5 光学系统；6 景深；7 图像采集 设备；8 图像分析设备；9 显示 图1 动态图像法流程图 动态图像分析流程：粉末样品在（2）颗粒运动控制装置的控制下，均匀分散地进入（3） 测量区域，（4）光源发射的可见光经（5）光学系统转变为平行光，平行光照射到粉末颗粒 后形成的颗粒投影被（6）图像采集设备拍摄捕捉，颗粒图像传输至（8）图像分析设备，统 计分析得到最终结果（9）。图2 基于双摄像头成像技术的Microtrac MRB动态图像分析仪Camsizer X2，分析范围0.8μm-8mm 2 . 动态图像法在增材制造领域的应用优势 增材制造金属粉末粒度一般在20μm-80μm之间并且分布尽可能窄，同时卫星颗粒、非球形颗粒、超大颗粒或熔结颗粒的含量应尽可能低，以提高粉末烧结性能并且避免成型缺陷。 另外，3D打印过程中仅有少部分粉末用于部件成型，另有大部分粉末需要回收利用，回收粉末是否仍然满足打印质量要求是金属粉末质量检测的重要课题。传统方法一般使用筛分法或 气流分级法分级金属粉末得到所需粒度段，使用激光衍射法和筛分法测定金属粉末粒度分布，使用扫描电镜观察金属粉末球形度。 2.1 快速准确定量分析颗粒形状 利用气雾法在不同生产条件下得到原始粉末，并使用筛分法筛选出＜60μm的1#与2#合 金粉末，使用SEM扫描电镜观察1#与2#合金粉末，得到图3样品图片，使用动态图像分析仪 Camsizer X2检测1#与2#合金粉末，得到图4的粒度分布与粒形分布曲线。图3 1#、2#合金粉末的扫描电镜图像图4 1#与2#合金粉末的粒度频率分布曲线（左）与球形度曲线（右）分析仪器：Microtrac MRB德国麦奇克莱驰 Camsizer X2 如图4所示，1#与2#样品粒度分布几乎完全重叠，但其球形度SHPT分布曲线呈现明显差 异，其中1#样品SHPT曲线整体更靠近右侧，表明1#样品的颗粒形貌更加规则。 表1 具有相同粒度分布的两个金属粉末样品的动态图像分析结果从表1中可知，1#与2#样品的D10、D50、D90值偏差仅有1μm左右，使用激光粒度仪根 本无法检测出两个样品的差异；使用SEM观察颗粒形状，如图3所示，虽然直观感觉1#样品 的形貌比2#样品更加规则，但SEM无法量化表征粒形数值，只能作为参考展示和定性分析； 使用动态图像法检测两个样品，球形度SPHT平均值分别为0.9166和0.8596，如果把球形度值 0.9作为球形颗粒认定标准的话，1#与2#样品SPHT＞0.9的球形颗粒占比分别为65.88%和 38.02%。动态图像分析仪仅用时4-5分钟，就统计了超过1000万颗颗粒信息，得到极佳的具 有统计代表性的结果。 2.2 粒度粒形同步分析 Microtrac MRB动态图像分析仪Camsizer X2采用两个420万像素的高分辨率摄像头，每 秒钟可拍摄超过300张图像，软件统计每一张图像中的每一颗颗粒粒度及形状数据。 使用Camsizer X2检测金属粉末得到颗粒投影原始灰度图像，如图5所示，使用图像分析 功能提取出两颗颗粒的粒度与粒形数据如表2所示。图5 动态图像法单颗粒投影原始图像 表2 单个颗粒粒度与粒形数据动态图像法拍摄统计每一颗颗粒的粒度及粒形数据，基于真实的颗粒测量，所见即所得， 不受样品折射率、遮光率的影响，不受筛网变形影响，检测结果比激光粒度仪和筛分仪更加 可靠。但是在新颁布的国家标准中，粒度分布测定方法仅列出了激光衍射法与筛分法，笔者 分析是在标准制定过程中，考虑到目前图像法分析仪的市场占有率远远低于激光粒度仪，出 于方法普遍性而做出的选择。在德国VDI和美国ASTM标准中，均将图像法列为粒度和粒形 分析方法之一，在后续的标准修订中我们应该改进。 2.3 与传统方法的对比 根据样品不同、检测方法不同、应用方向不同，颗粒粒径有多种不同定义，如图6所示。 图 6 常用的颗粒粒径定义 Xc min：颗粒弦长，从 64 个不同方向测量颗粒在该方向上的最大弦长 Xc，取 64 个弦长值中最小的一 个作为颗粒弦长 Xc min，Xc min常用于和筛分法结果对比。 Xarea：等效球径，与颗粒投影面积相等的圆形的直径，Xarea 常用于和激光衍射法结果对比。 XFe max：颗粒长度，从 64 个不同方向测量颗粒在该方向上的费雷特直径 XFe，取 64 个费雷特直径中最大的一个作为颗粒长度 XFe max，即颗粒的最大卡规径。 动态图像法根据颗粒投影所占据的像素数量与位置，一次进样可以检测图 6 中 3 种不 同的粒径定义。 2.3.1 动态图像法与激光衍射法的对比 激光粒度仪一般基于米氏理论或弗朗霍夫理论，利用颗粒对光的散射现象，根据散射光 能的分布计算被测颗粒的粒度分布：当样品颗粒的散射光分布与某一大小的球形颗粒的分布 一致时，即认为样品颗粒大小等于该球形颗粒的直径。即激光粒度仪所测粒径为图6中的等 效球径Xarea，对于大部分非规则的颗粒样品，激光粒度仪测量结果存在系统性偏差。 分别使用动态图像分析仪与激光粒度仪测量4种不同形状的金属粉末，得到图7的粒度累积分布曲线。图7 激光粒度仪与动态图像分析仪粒度累积分布曲线对比 动态图像分析仪器：Camsizer X2（Microtrac MRB） 激光粒度分析仪器：Sync（Microtrac MRB） 红色曲线：Xc min 颗粒弦长；绿色曲线：Xarea 等效球径；蓝色曲线：XFe max 颗粒长度；黑色曲线：激光粒度 使用动态图像分析仪可以同时得到颗粒弦长Xc min、等效球径Xarea与颗粒长度XFe max三条 曲线，如果样品是球形颗粒，如图7中Sample1与Sample2所示，3条曲线差距很小；如果样品 中含有非球形颗粒，如图7中Sample3与Sample4所示，3条曲线就会呈现明显差异，并且样品 越不规则，3条曲线差异越明显。激光粒度仪无法区分颗粒宽度与长度，其检测结果一般位 于动态图像分析仪的颗粒弦长与颗粒长度之间。Sample2为通过53μm孔径筛网的金属粉末，所有颗粒的弦长均应小于53μm，只有部分 颗粒的长度可能大于53μm。如图7所示，Sample2的红色曲线Xc min上限D100＜53μm，只有 蓝色曲线XFe max检测到少量＞53μm的颗粒，而黑色曲线激光粒度数据显示有超过5%的颗粒 ＞53μm，与实际存在误差。这表明，激光粒度仪对颗粒粒度上限的检测精度不够准确，图像分析仪可以准确检测粒度上限D100，更接近真实结果。 2.3.2 动态图像法与筛分法的对比 筛分法作为一种经典的颗粒分级与粒度分布测量方法，被广泛应用于金属粉末的质量控制，此次实施的国家标准中，建议＞45μm的金属粉末可以采用筛分法来测定粒度及粒度分布。筛分法的优点是检测范围宽、重复性好、设备成本低，缺点是检测效率低，人为误差大， 受筛网变形影响大。目前所用的筛网一般是金属丝编织筛网，网孔大小指方形网孔编织丝线 间的垂直距离。理论上标准球形颗粒通过筛网的最小孔径等于其颗粒直径，非球形颗粒通过 筛网的最小孔径约等于其颗粒弦长，如图4所示。 分别使用筛分法和动态图像法测量某粒度区间位于100μm-5mm的宽分布塑料颗粒，得到图8所示曲线。图8 宽分布塑料颗粒动态图像法与筛分法一致性曲线，横坐标为筛网目数 动态图像法分析仪器：Camsizer P4（Microtrac MRB） 筛分法分析仪器：AS200C（Retsch GmbH） 如图8所示，即使是粒度分布非常宽的样品，动态图像分析仪Camsizer也能够准确检测， 检测结果Xc min与筛分法结果高度一致，可以直接替代筛分法用于金属粉末的粒度和粒度分布测定。 实际筛分过程中，由于筛网的产地不同、标准不同、质量不同等多方面因素，再加上筛分过程中的人为误差，常常会产生非常大的筛分误差。为减小筛分误差，首先应选用经过计量认证的不易变形的标准筛网，其次，应使用振动筛分仪器在标准程序下进行筛分。 2.4 超大颗粒的检测灵敏度 增材制造金属粉末中少量大颗粒的存在会很大程度上影响粉体流动性和铺粉效率，从而影响成型件的结构强度，容易形成空隙和划痕，所以需要对金属粉末的粒度分布，尤其是超大颗粒的含量进行严格的控制。传统的激光粒度仪由于分析原理限制，对于超大颗粒的检测灵敏度仅为 2%左右。德国麦奇克莱驰 Microtrac MRB 的动态图像分析仪 Camsizer X2 采用 双摄像头技术，拍摄区域宽，分析精度高，对超标颗粒检测灵敏度可达 0.01%。 在约5克＜80微米的金属粉末样品（图9 上左）中加入约0.005克（0.1%）的超过200μm 的大颗粒（图9 上中），使用Camsizer X2检测该混合样品得到图9下粒度分布曲线。‍图9 动态图像分析仪Camsizer X2对超大颗粒的检测灵敏度 如图9下所示，Camsizer X2准确检测到0.1%的超大颗粒。继续添加不同组分的超大颗粒， 验证Camsizer X2对大颗粒含量的识别精度，得到如表3结果： 表3 Camsizer X2对不同组分大颗粒的检测精度即使低至0.005%含量的超大颗粒，Camsizer X2也能够准确识别，依靠其双摄像头成像 技术，Camsizer X2超宽的检测范围不会漏拍任何颗粒。 3. 静态图像分析法在增材制造领域的应用 此次实施的标准中，显微镜法也是测量粉末球形度的方法之一。显微镜配备测量软件， 即为一台静态图像分析仪器，方法依据《粒度分析 图像分析法 第1部分：静态图像分析法》 （GB/T 21649.1 2008）[4]。图10 德国麦奇克莱驰Microtrac MRB静态图像分析仪Camsizer M1 静态图像分析仪Camsizer M1配备最多6个不同倍数的放大镜头，可以清晰拍摄细至0.5 微米的颗粒，检测上限可达1.5毫米，完全覆盖金属粉末的粒度范围。 与动态图像法一样，静态图像法同时检测颗粒的多项粒度与粒形参数，如图13所示。分 别使用动态图像分析仪Camsizer X2与静态图像分析仪Camsizer M1检测粒度区间位于38-53 μm和90-106μm的颗粒样品，对比两种方法的优劣，得到图11所示粒度频率分布曲线与表 4检测数据。‍图11 动态图像分析与静态图像分析结果 动态图像分析仪：Camsizer X2 （Microtrac MRB） 静态图像分析仪：Camsizer M1 （Microtrac MRB） 表4 动态图像分析与静态图像分析检测结果静态图像分析仪样品统计量少，容易产生取样误差，适合窄分布的样品。由于颗粒统计量少，所以大颗粒对静态图像分析仪检测结果影响较大，如图11所示，90-106μm样品的静 态图像分析曲线连续性较差，为了增加颗粒统计数量提高统计代表性，静态图像分析仪检测 时间一般在10分钟以上。 由表4可知，窄分布细颗粒样品的动态图像与静态图像检测结果一致性较好，宽分布粗颗粒样品一致性较差；动态图像比静态图像分析时间短，颗粒统计量大。 同时，静态图像分析要求颗粒应以合适浓度均匀分散在载玻片上。Camsizer M1配备专门的粉末分散装置M-jet，使用10-70kPa的负压均匀分散粉末，避免由于分散不均造成的颗粒 堆叠、黏连现象，分散效果如图12所示。图12 采用M-jet分散的金属粉末总览图 Camsizer M1采用透射光与入射光两种光源，能够从多角度拍摄分析金属粉末，在软件中分别读取入射光颗粒图像与透射光颗粒图像，见图13。图13 Camsizer M1入射光（左）与透射光（右）拍摄的金属粉末原始图像 由于颗粒处于静止状态，并且光学系统性能更加优秀，静态图像分析仪的成像质量一般远远优于动态图像分析仪。Camsizer M1的入射光图像（图13 左）能够拍摄颗粒表面细节， 观察卫星颗粒、熔结颗粒以及异形颗粒的状态，有助于更深层次了解金属粉末。 总结 图像分析法在亚微米-毫米尺度内正被广泛应用于粉体粒度分布与颗粒形貌的分析，完美适用于增材制造金属粉末。 图像分析法分为动态图像分析与静态图像分析两种，动态图像法的优势是统计代表性好、 检测时间短，检测结果可以与激光衍射法和筛分法对比，适用于金属粉末的快速准确质检； 静态图像法的优势是图像清晰度高，可以观察更多金属粉末的表面细节，适用于研发，但静态图像法检测时间长、统计代表性有待提高，取样量少容易产生取样误差，摄像头的聚焦范围窄，不适用于宽分布样品的检测分析。参考文献 1. Microtrac MRB. 066 Metal Powders with Lazer Diffraction and Image Analysis Sync X2 EN 2. 郭瑶庆, 严加松, 舒春溪,等. 催化裂化催化剂形貌分析方法的建立[J]. 工业催化, 2020(3):73-77. 3. GB/T 21649.2-2017,粒度分析 图像分析法 第2部分:动态图像分析法[S]. 4. GB/T 21649.1-2008,粒度分析 图像分析法 第1部分:静态图像分析法[S]. 5. GB/T 15445.6-2014,粒度分析结果的表述 第6部分:颗粒形状和形态的定性及定量表述[S]. 6. GB/T 39251-2020,增材制造 金属粉末性能表征方法 7. 罗章, 蔡斌, 陈沈良. 动态图像法应用于海滩沉积物粒度粒形测试及其与筛析法的比较 [J]. 沉积学报, 2016, 34(005):881-891. 8. 涂新斌, 王思敬. 图像分析的颗粒形状参数描述[J]. 岩土工程学报, 2004, 26(5):659-662. 9. 杨启云, 吴玉道, 沙菲,等. 选区激光熔化用Inconel625合金粉末的特性[J]. 中国粉体技术, 2016(3):27-32. 10. [1]刘鹏宇. 典型选区激光熔化粉末的特性及其成型件组织结构的研究[D]. 兰州理工大 学. 11. Nan D , Zz A , Jl B , et al. W–Cu composites with homogenous Cu–network structure prepared by spark plasma sintering using core–shell powders - ScienceDirect[J]. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2019, 82:310-316. 12. EN ISO/ASTM 52907-2019,Additive manufacturing - Feedstock materials - Methods to characterize metal powders[S]. 13. VDI 3405 Blatt 2.3:2018-07 Additive manufacturing processes, rapid manufacturing - Beam melting of metallic parts - Characterisation of powder feedstock[S].作者：王瑞青 德国麦奇克莱驰 Microtrac MRB

一、 概述在金属3D打印技术中，粉末材料作为“基石”，很大程度上决定了最终打印成品的质量和性能。金属3D打印技术的未来发展，也与材料本身的性能密切相关，包括材料的粒径、孔隙率、密度、流动性等。金属3D打印大多采用选择性激光烧结（SLS）与选择性激光熔化（SLM）技术，打印过程中均涉及铺粉这一关键步骤，要求形成均匀的粉层，因此需要考察金属粉末的成堆状态和流动性能，这也将影响最终烧结成件的表面粗糙度和抗拉强度等关键性能指标。二、 材料性能评价按照最新国标GB/T 39251-2020《增材制造 金属粉末性能表征方法》的要求，3D打印用金属粉末的粒径、孔隙率、有效密度、振实密度和流动性等特性都需要进行检测。因此，选择最合适的表征方法确定相关参数，并建立金属粉末原料的数据库尤为重要，可为材料研发和生产环节提供指导。金属粉末由于其固有属性，通常粒径较小、孔隙率较低、流动性较好，对表征方法的灵敏度和适用性都提出了一定的要求。本文将针对上述3D打印用金属粉末的关键参数表征技术进行介绍。1. 亚筛分法测量金属颗粒粒径测试原理：利用双压力传感器测量空气通过床层前后的压力变化，通过改变样品高度和孔隙率，同时控制一定流速通过颗粒床层，使用Kozeny-Carman方程确定特征表面积SSA和平均粒径。应用领域：符合ASTM B330-12标准，用于测量金属粉末以及相关化合物的粒径。全自动亚筛分粒径分析仪MIC SAS II（点击图片了解仪器详情）2. 压汞法计算孔隙率测试原理：在精确控制的压力下将汞压入材料的多孔结构中，通过测量不同外压下进入孔隙中汞的量，就可知道相应孔体积的大小。应用领域：孔隙率会显著减低材料的抗压强度与疲劳性能，无法满足材料的正常使用需求。压汞法可用于计算多孔材料或打印产品的总孔体积、孔径分布和孔隙率等参数。AutoPore V系列高性能全自动压汞仪（点击图片了解仪器详情）3. 气体置换法获得有效密度测试原理：使用气体置换法，常用惰性气体如氦气或氮气作为置换介质取代材料的孔隙体积，根据理想气体定律PV=nRT确定样品体积，并结合样品质量算得骨架密度，即有效密度。应用优势：气体置换法测密度比液体浸透法更准确，重复性更好；可测量材料或小型成件的有效密度。全自动气体置换法真密度仪ACCUPYC II 1345（点击图片了解仪器详情）4. 全自动振实密度分析测试原理：使用刚性球状颗粒作为替代介质，紧密裹覆在材料外表面并填充材料间隙，精确测出样品的包裹体积并算得密度。替代介质的颗粒很小，在混合过程中与样品表面紧密贴合，但不会进入样品孔隙。应用优势：与传统的振实密度相比，全自动振实密度分析仪能够更快速、更安静地获取更高重复性的精确结果；可测量材料或小型成件的振实密度。GeoPyc 1365全自动包裹密度分析仪（点击图片了解仪器详情）5. 流动性测试原理：使用独特的技术测量粉体在运动状态下流动的阻力。精密的桨叶旋转向下穿越粉体，建立精确的颗粒相互作用模式，粉体对桨叶所施加的阻力则代表了颗粒间相对运动的难易程度，即粉体的流动性能。同时集成自动化剪切盒，也能够测量密度、可压性和透气性等整体属性。应用优势：符合ASTM D7891标准，用于测量金属粉末的流动性。相比现有技术（霍尔流速计所用漏斗法）更加自动化，该技术灵敏度更高，能够精确表征批次间的微小差异，评价不同供应商和制造方法的影响以及评估原料筛分前后的差异。FT4粉体流变仪（点击图片了解仪器详情）三、 小结通过上述现代化评价手段，有助于优化3D打印用金属粉末的性能，从而实现重复利用；同时可避免因检测技术的不适用性而花费大量金钱和时间，减少成品的不合格率，帮助企业降本增效。作者：麦克默瑞提克(上海）仪器有限公司