金屬粉末材料性能表征探究——激光粒度儀不同設備偏差分析

作者：江蘇威拉里——魏放

金屬粉末粒度檢測通常使用激光粒度儀，其原理是采用米氏散射原理，通過顆粒的衍射或散射光的空間分布來分析顆粒大小。由于粒度儀品牌眾多，其檢測結果也有差異。本文將選取目前主流激光粒度儀丹東百特9300st和馬爾文3000進行對比，所選取的粉末種類有模具鋼18Ni300、CX，高溫合金GH4169、GH3536、GH3625和Al基粉末AlSi10Mg，主要測試兩種激光粒度儀對打印段粉末15-53um檢測結果的差異。

表1 設備基本參數(shù)表

粉末基體	馬爾文3000		丹東百特9000ST
	顆粒折射率	顆粒吸收率	顆粒折射率	顆粒吸收率
Ni基	1.96	0.1	1.98	1
Fe基	2.9	0.1	2.86	1
Al基	2.5	3.0	2.5	3

馬爾文3000激光粒度儀和丹東百特9000ST激光粒度儀基本參數(shù)設置如表1所示。兩臺設備的顆粒折射率設置差別不大，鎳基和鐵基顆粒吸收率不同，但由于這兩種基體粉末的顏色為深灰色，所以顆粒吸收率設置在0.1-1之間均在允許范圍之內(nèi)，不會對結果產(chǎn)生太大的影響。

圖1 馬爾文和百特粒度儀對不同基體粉末檢測結果

通過實驗結果可知，兩種設備對Fe基、Ni基和Al基三種粉末中的D(10)和D(50)檢測結果偏差相差不大，但是D（90）偏差值因基體而定。Fe基粉末，兩種設備檢測結果的偏差約3；Ni基粉末，兩種設備檢測結果的偏差約2；Al基粉末，兩種設備檢測結果的偏差約2。

此外，還發(fā)現(xiàn)兩種設備對于粗顆粒（D10≥75μm）檢測，整體結果偏差較大，其原因可能是兩種設備的進樣結構不同。馬爾文的進樣頭在分散液中層的位置，丹東百特是從底部進樣。在測試粒徑較粗的粉末時，分散頭不能均勻分散樣品，造成分層現(xiàn)象，顆粒較大的粉末沉在下面，顆粒較小的粉末分散在中層或上層空間。因此，馬爾文檢測時選取中層樣品分析檢測，檢測結果偏小。而丹東百特選取底部樣品檢測，部分粗顆粒會進入檢測系統(tǒng)，造成檢測結果偏大的現(xiàn)象。

不同設備，不同檢測環(huán)境都會對檢測結果產(chǎn)生影響，因此增材制造的應用推廣，需要更多基礎研究和標準建立，威拉里新材料愿與各位有志之士共同攜手。