《Scientific Reports》：十种金属粉末的表征及流动性测试方法！

编辑推荐：本文对十种金属粉末（316 L，Zn，Sn，Al，Cu，Mn，Fe，青铜，Ti，Mo粉末）的特性进行了表征，包括这些金属粉末的粒度分布、形貌以及静态和动态的休止角（AOR）和有效内摩擦角（AIFE）。这些表征及评估都促进了对于块体材料的理解，揭示了块体材料的规律，对于金属粉末在各领域中的应用推广具有重要意义。

论文链接

https://www.nature.com/articles/s41598-020-77974-3#Abs1

图4 三种旋转剪切装置的剪切室:左-RST，中-PFT，右-FT4

表3 静态AOR及测量标准偏差（σ_sd）和各金属粉末的流动特性

对于AIFE较小且ffc值较高的金属粉末样品，其动态休止角（AOR）通常较小。并且在改变滚筒旋转频率的情况下，确定了流动稳定性的三种特征：1.随着滚筒旋转频率的增加，一部分样品的动态休止角呈现增加的趋势，这包含Zn、Mn和Mo粉以外的所有样品。2.随着滚筒旋转频率的增加，一部分样品的动态休止角呈现下降的趋势，包含Mo粉和部分Mn粉。3.在滚筒旋转频率发生改变时，部分样品的角度的变化非常小，如Zn粉，这是在ffc和AIFE方面流动性都较好的一种表现。

图5 前5种金属粉末的DAOR数值

图6 后5种金属粉末的DAOR数值研究发现样品316 L，Zn，Sn和Al粉末中以球形为主的单个颗粒对于流动特性具有基本性的影响，这也得到了AIFE测量结果的证实。

图7 被测金属粉末的FT4 + RST+ PFT的AIFE综合数值的比较，将材料分为了两组。

总的来说，通过研究获得的结果表明，就精准确定金属粉末的流动特性而言，单个样品需要采用单独的方法。本文所提出的所有评估都加深了对块体材料性能的了解。通过比较不同的金属粉末、测量设备及测量方法，可以逐步揭示块体材料的规律，并对将其应用于金属粉末的3D打印等领域具有十分重大的意义。（文：Jimmy）