金属粉末材料性能表征探究——激光粒度仪不同设备偏差分析

作者：江苏威拉里——魏放

金属粉末粒度检测通常使用激光粒度仪，其原理是采用米氏散射原理，通过颗粒的衍射或散射光的空间分布来分析颗粒大小。由于粒度仪品牌众多，其检测结果也有差异。本文将选取目前主流激光粒度仪丹东百特9300st和马尔文3000进行对比，所选取的粉末种类有模具钢18Ni300、CX，高温合金GH4169、GH3536、GH3625和Al基粉末AlSi10Mg，主要测试两种激光粒度仪对打印段粉末15-53um检测结果的差异。

表1 设备基本参数表

粉末基体	马尔文3000		丹东百特9000ST
	颗粒折射率	颗粒吸收率	颗粒折射率	颗粒吸收率
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

马尔文3000激光粒度仪和丹东百特9000ST激光粒度仪基本参数设置如表1所示。两台设备的颗粒折射率设置差别不大，镍基和铁基颗粒吸收率不同，但由于这两种基体粉末的颜色为深灰色，所以颗粒吸收率设置在0.1-1之间均在允许范围之内，不会对结果产生太大的影响。

图1 马尔文和百特粒度仪对不同基体粉末检测结果

通过实验结果可知，两种设备对Fe基、Ni基和Al基三种粉末中的D(10)和D(50)检测结果偏差相差不大，但是D（90）偏差值因基体而定。Fe基粉末，两种设备检测结果的偏差约3；Ni基粉末，两种设备检测结果的偏差约2；Al基粉末，两种设备检测结果的偏差约2。

此外，还发现两种设备对于粗颗粒（D10≥75μm）检测，整体结果偏差较大，其原因可能是两种设备的进样结构不同。马尔文的进样头在分散液中层的位置，丹东百特是从底部进样。在测试粒径较粗的粉末时，分散头不能均匀分散样品，造成分层现象，颗粒较大的粉末沉在下面，颗粒较小的粉末分散在中层或上层空间。因此，马尔文检测时选取中层样品分析检测，检测结果偏小。而丹东百特选取底部样品检测，部分粗颗粒会进入检测系统，造成检测结果偏大的现象。

不同设备，不同检测环境都会对检测结果产生影响，因此增材制造的应用推广，需要更多基础研究和标准建立，威拉里新材料愿与各位有志之士共同携手。