І. Загальні положення

Щільність порошкового тіла. Основною характеристикою порошкового тіла є його щільність, яка у протилежність компактному може змінюватись у залежності від умов його одержання. На щільність порошкового тіла впливають властивості вихідних порошків, тиск пресування (формування), умови спікання та інше.

Щільність порошкового тіла завжди менша або дорівнює щільності компактного матеріалу. Це обумовлено тим, що пористе тіло складається з твердих часток та пустот. В залежності від щільності пористого тіла пористість може бути відкритою, тупиковою та закритою.

Щільність порошкового тіла має важливе значення, так як впливає практично на всі властивості матеріалу та надає йому специфічні властивості. Вона визначається за формулою:

де G –вага тіла; V_п – об'єм пористого тіла.

Якщо тіло після пресування або пресування та спікання має правильну геометричну форму то визначення об'єму пористого тіла не викликає проблем. Його визначають обмірюванням тіла та розрахунками в залежності від його геометричної форми. У разі ж неправильної форми тіла (фрагмент виробу, після браку при пресуванні та спіканні) визначення його об'єму можливе тільки за методу гідростатичного зважування, розглянутого нижче.

Відносна щільність. Відносна щільність є більш загальною характеристикою пористого тіла. Вона не залежить від матеріалу пористого тіла, а залежить тільки від об'єму пор у ньому. Відносна щільність (и) це відношення щільності пористого тіла до щільності компактного матеріалу того ж складу. , або ,

де – щільність пористого матеріалу; – теоретична щільність

матеріалу (компактного)

Пористість. Пористість може бути визначена через щільність або відносну

щільність пористого тіла:

,

або у відсотках: ,

Пористість поряд з щільністю може використовуватись для характеристики порошкових тіл, а також для розрахунків об'єму пор (V₂)та пористого тіла (V_п), які мають важливе значення при теоретичних та технологічних розрахунках. У зв'язку з визначенням пористості та враховуючи, що:

V_п=V₁+V₂,

де V₁ – об'єм частинок порошку в пористому тілі

Об’єм пор у пористому тілі можна визначити за формулою:

або

Відносний об'єм. Відносний об'єм () разом з зазначеними вище величинами використовується для характеристики порошкових тіл та розрахунків їх об'єму.

Відносний об'єм - це відношення об'єму пористого тіла до об'єму компактного однієї і тієї ж маси:

,

де

Відносний об'єм може бути також розрахований виходячи з щільності, відносної щільності чи пористості порошкового тіла:

При виготовленні виробів з порошкових матеріалів важливе значення має наважка порошку, яка визначає кількість вихідного порошку для одержання виробу заданих розмірів. Наважку порошкової шихти визначають за формулою:

де V_п – заданий об’єм виробу, який для циліндричної прес-форми діаметром D визначають за формулою:

,

де Н – задана висота пресовки, яка визначається за даним співвідношенням Н:D. Наприклад, при Н:D = 0,8 Н = 0,8 D, а

.

К ₁ ,К ₂ ...К_n – коефіцієнти, що враховують втрати порошку та компонентів шихти

в процесі виготовлення виробу (К ₁ = 1,005...1,01 – механічні втрати; К ₂ – втрати кисню при відновленні оксидів; К_n – втрати від вигорання зв'язок та інш.).

– теоретична щільність матеріалу (компактного).

У випадку пресування багатокомпонентної системи середню щільність визначають за формулою адитивності:

,

де – щільність конкретного компоненту шихти; – масова доля окремих компонентів шихти.

Для прикладу, щільністьтрикомпонентної системи може бути знайдена за

формулою:

.