家標(biāo)準

金屬粉末一穩(wěn)態(tài)流動條件下粉末床

透氣性試驗測定外表面積

編制說明

（預(yù)審稿）

國家標(biāo)準

《金屬粉末一穩(wěn)態(tài)流動條件下粉末床透氣性試驗測定外表面積》

編制說明（預(yù)審稿）

一、工作簡況

1.1任務(wù)來源

根據(jù)《國家標(biāo)準化管理委員會關(guān)于下達2021年第二批推薦性國家標(biāo)準計劃及

相關(guān)標(biāo)準外文版計劃的通知》（國標(biāo)委發(fā)函（2021）23號）的要求，國家標(biāo)準《金

屬粉末一穩(wěn)態(tài)流動條件下粉末床透氣性試驗測定外表面積》制定項目由全國有色

金屬標(biāo)準化技術(shù)委員會歸口，計劃編號2（）213151-T-61（）,項目周期為18個月，完

成年限為2022年，標(biāo)準起草單位為：有研增材技大有限公司、北京有研粉末新材

料研究院有限公司、廣東省材料與加工研究所、有研粉末新材料（合肥）有限公司、

有研粉末新材料股份有限公司、中南大學(xué)、株洲硬質(zhì)合金集團有限公司、鋼鐵研

究總院、有研資源環(huán)境技術(shù)研究院（北京）有限公司。

1.2項目概況

粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合

物）作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的

工藝技術(shù)。具有高效、節(jié)能、節(jié)材、無或少切削加工及其經(jīng)濟、環(huán)保等一系列優(yōu)

點，廣泛應(yīng)用于交通、機械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核

工業(yè)等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中最具發(fā)展活力的分支之一。

金屬粉末是粉末冶金的重要材料，其性能綜合反映了金屬本身的性質(zhì)和單

個顆粒的性狀及顆粒群的特性。粉末比表面積為單位質(zhì)量或單位體積粉末顆粒具

有的總表而積，是用來表示粉木活性的一種性能，對丁粉木的松裝密度、振實密

度、流動性、壓縮性、成形性和燒結(jié)性能等方面具有較大的影響。粉末比表面積

屬于粉末體的一種綜合性質(zhì)，是由單顆粒性質(zhì)和粉末體性質(zhì)共同決定的。同時，

比表面積還是代表粉末體粒徑的參數(shù)，同平均粒徑一樣，能給人以直觀、明確的

概念。比表面與粉末的許多物理、化學(xué)性質(zhì)，如吸附、溶解速度、燒結(jié)活性等直

接相關(guān)?？刂品勰┑谋缺砻娣e，有利于提高工藝性能的穩(wěn)定性，可作為金屬粉末

生產(chǎn)者和使用者的評價依據(jù)，滿足國內(nèi)金屬粉末比表面積檢測的迫切要求，便于

與世界接軌，有利于提升我國金屬粉末的生產(chǎn)和質(zhì)量水平。

空氣透過法作為一種簡單、快速測定粉末平均粒徑及其比表面積的方法，

廣泛應(yīng)用于粉末冶金、化工、食品、制藥、核工業(yè)、以及表面技術(shù)的各種粉末粒

徑和比表面積的測定?？諝馔高^法是在穩(wěn)態(tài)流動條件下，采用層流空氣在接近大

氣壓的壓力下確定粉末層的透氣性。此方法適用于所有金屬粉末，包括粒徑不超

過1000Um的硬質(zhì)合金粉末，但通常用于粒徑在0.2um和75Hm之間的顆粒；

如果粉末有團聚現(xiàn)象，獲得相關(guān)方許可后可對相關(guān)團聚粉末進行分散處理。本方

法不適用于那些軸對稱性差（例如薄片狀和纖維狀）的顆粒，但獲得相關(guān)方的許

可后也可采用本方法。本方法不適用于不同粉末的混合物和含有粘接劑或潤滑劑

的粉末。

本項目采用的國際標(biāo)準IS。10070：2019.同時介紹了二種利用空氣透氣法

測試金屬及其化合物粉末比表面積和粒徑測定方法，且相關(guān)行業(yè)已有應(yīng)用。為了

使國家標(biāo)準與國際標(biāo)準接軌，確保國家標(biāo)準的先進性和實用性，促進我國分析測

試技術(shù)進步，故有必要對《金屬粉末一穩(wěn)態(tài)流動條件下粉末床透氣性試驗測定外

表面積》進行制定。本文件的制定有利于進一步完善我國金屬粉末的檢測標(biāo)準體

系，提升我國金屬及其化合物粉末比表面積和粒徑檢測水平，促進我國材料行業(yè)

和分析測試技術(shù)進步。

1.3承擔(dān)單位情況

北京有研粉末新材料研究院有限公司是一家主要經(jīng)營業(yè)務(wù)涵蓋新材料、工程

技術(shù)研究和實驗發(fā)展；有色金屬材料、粉末、粉末冶金制品、納米材料、3D打

印材料和增材制造設(shè)備的產(chǎn)品研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè)，是有研粉末新材料股份有限

公司的子公司，其是“先進金屬材料應(yīng)用技術(shù)聯(lián)合實驗室''的依托單位、北京市金

屬粉木工程技術(shù)研究中心、中國有色金屬工業(yè)協(xié)會金屬粉木工程中心、北京企業(yè)

技術(shù)中心、中國機協(xié)和鋼協(xié)粉末冶金協(xié)會副理事長單位和中國粉末冶金產(chǎn)業(yè)技術(shù)

創(chuàng)新聯(lián)盟理事單位、工信部“中國增材制造產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”的發(fā)起單位和理事單位、國

家科技部首批“金屬熔體分散處理高技術(shù)創(chuàng)新團隊''掛靠單位。建立了國內(nèi)領(lǐng)先的

金屬粉末、粉末冶金制品及新材料研發(fā)和工程化基地。團隊成員承擔(dān)的“球形金

屬粉末霧化制備技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化''項目榮獲2017年國家科技進步二等獎。

2

了國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)資料和標(biāo)準資料r開展與標(biāo)準制定相關(guān)的測試工作，在此基礎(chǔ)

上，于2022年3月形成了標(biāo)準的討論稿和編制說明。本文件討論稿完成后，在

編制組及公司內(nèi)部進行了多次交流，廣泛征求意見，對本文件討論稿進行了認真

的修改和完善，最后形成了該標(biāo)準的征求意見稿。

1.5.2征求意見階段

2022年5月7日由全國有色金屬標(biāo)準化技術(shù)委員會主持在線上進行了該標(biāo)

準的討論會。與會專家對標(biāo)準的征求意見稿進行了認真、熱烈的討論，并提出了

修改意見和建議。

2022年5月，全國有色標(biāo)準化技術(shù)委員會將征求意見資料在國家標(biāo)準化管

理委員會的“公共信息服務(wù)平臺''上掛網(wǎng)，向社會公開征求意見。同時，全國有色

標(biāo)準化技術(shù)委員會通過工作群、郵件向委員單位征求意見，并將征求意見資料在

網(wǎng)站上掛網(wǎng)c征求意見的單位包括主要生產(chǎn)、經(jīng)銷、使用、科

研、檢驗單位及大專院校，征求意見單位廣泛且有代表性，征求意見時間大于2

個月。

2022年5月?8月，編制小組根據(jù)工作會議要求，起草單位在此基礎(chǔ)上對標(biāo)

準進行了認真修改，并開展驗證試驗。收到各家驗證單位的測試數(shù)據(jù)和修改意見

后，隨即進行匯總、統(tǒng)計和分析，完善標(biāo)準征求意見稿和編制說明。2022年8

月，編制小組根據(jù)各單位的回函意見對標(biāo)準進行修改完善，2022年8月修改完

善形成了標(biāo)準預(yù)審稿和編制說明。

2022年9月28日，由全國有色金屬標(biāo)準化技術(shù)委員會主持召開該標(biāo)準預(yù)審

會，會議采用線上線下相結(jié)合的方式，對該標(biāo)準預(yù)審稿初稿進行了充分討論。會

后，編制組根據(jù)會議意見，對標(biāo)準進行修改和完善，形成了標(biāo)準送審稿及其編制

說明，進一步征求意見。編制組根據(jù)征求意見情況，對標(biāo)準進行修改和完善，形

成了標(biāo)準送審稿及編制說明。

1.5.3審查階段

2022年XX月XX日,由全國有色金屬標(biāo)準化技術(shù)委員會在XX組織召開有

色金屬標(biāo)準工作會。來自編制組成員等XX家單位XX名專家代表參加了會議,

見《有色金屬審定會參加單位及代表簽名》。會議對北京有研粉末新材料研究院

有限公司負責(zé)修訂的國家標(biāo)準《金屬粉末一穩(wěn)態(tài)流動條件下粉末床透氣性試驗測

4

定外表面積》(送審稿)進行了認真細致的審定并提出修改意見，見《有色金屬

標(biāo)準審定會會議紀要》°標(biāo)準編制組采納了審定會意見,對標(biāo)準送審稿進行了修

改完善。

2022年XX月XX日,全國有色金屬標(biāo)準化技術(shù)委員會粉末冶金分技術(shù)委員

會(SAC/TC243/SC4)在XX市召開全體委員大會,應(yīng)到會委員共計29名,實際

到會委員XX名,到會委員比例為XX%。會議經(jīng)過認真熱烈的討論,對《金屬粉

末一穩(wěn)態(tài)流動條件下粉末床透氣性試驗測定外表面積》標(biāo)準制修訂程序、征求意

見的過程以及技術(shù)內(nèi)容的確定等多方面進行了仔細審查和表決投票,報批稿、編

制說明和會議紀要的審查結(jié)論均為通過,無修改意見,表決通過率為10%

1.5.4報批階段

標(biāo)準編制組對標(biāo)準文本和編制說明進行修改完善,形成標(biāo)準報批稿報送至全

國有色金屬標(biāo)準化技術(shù)委員會(SAC./TC24.3).現(xiàn)上報至國家標(biāo)準化管理委員會

審批、發(fā)布。

委員投票情況:2022年XX月XXH-XX月XXH,由全國有色金屬標(biāo)準化

技術(shù)委員會粉末冶金分標(biāo)委會組織,在“全國專業(yè)標(biāo)準化技術(shù)委員會工作平臺”

進行了委員投票,本SC全體委員人數(shù)共有XX人，參與投票XX人,投票同意本

文件通過審查XX人,其中,起草人員XX人。

二、標(biāo)準的制訂原則、主要內(nèi)容與論據(jù)

2」標(biāo)準編制的原則

該標(biāo)準按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準的結(jié)構(gòu)和編寫》

和GB/T2000022009《標(biāo)準化工作指南第2部分：采用國際標(biāo)準》的要求編寫。

本文件等同采用ISO10070：2019《Metallicpowders-Determinationof

envelope-specificsurfaceareafrommeasurementsofthepermeabilitytoairofa

powderbedundersteady-staleflowuondilions^。本文件堅持以生產(chǎn)實際的可操作

性為前提，以滿足其實踐性、適應(yīng)性、先進性等需要為原則，使我國粉末冶金行

業(yè)與國際同行有統(tǒng)一的金屬及其化合物粉末比表面積和粒徑檢驗方法，保持中國

粉末冶金行業(yè)與國際行業(yè)發(fā)展水平的一致性。

2.2確定標(biāo)準的主要內(nèi)容

2.2.1標(biāo)準題目與用途

5

本文件根據(jù)ISO10070：2019Metallicpowders-Determinationof

envelope-specificsurfaceareafrommeasurementsofthepermeabilitytoairofa

powderbedundersteady-stateflowconditions》等同制定，木文件的立項名稱為“金

屬粉末一一穩(wěn)態(tài)流動條件下粉末層透氣性試驗測定外表面積"在標(biāo)準征求意見

的過程中各單位提出將名稱中的“粉末層”修改為“粉末床”。通過查詢其他相

關(guān)文件和資料，將標(biāo)準名稱修改為“金屬粉末一一穩(wěn)態(tài)流動條件下粉末床透氣性

試驗測定外表面積”。

2.2.2范圍

粉末比表面是粉末的平均粒度、顆粒形狀和顆粒密度的函數(shù)，測定粉末比表

面通常采用吸附法和透過法，本文件規(guī)定了一種穩(wěn)態(tài)流動條件下，采用層流空氣

在接近大氣壓的壓力下確定粉末床的透氣性的方法，適用于所有金屬粉末，包括

粒徑不超過1000um的硬質(zhì)合金粉末，但通常應(yīng)用于粒徑在0.2um和75um之

間的顆粒。本文件不適用于不同粉末的混合物和含有粘接劑或潤滑劑的粉末。除

非獲得相關(guān)方的許可，否則本方法也不適用于軸對稱性差（例如薄片狀和纖維狀）

的顆粒。

氣體透過法是測定氣體透過粉末床的透過率來計算粉末比表面或平均粒徑

的，已成為當(dāng)前測定粉末及多孔固體的比表面，特別是測定亞篩級粉末平均粒度

的重要工業(yè)方法；亞篩粉末通常指能通過325目篩的粉末，即粒徑小于44Hm

的粉末，因此建議采用此方法用于測試粒徑小于44Mm的粉末。

2.2.3費氏粒度儀

刪除了對費氏粒度儀、寶石校準管和自動測試儀器的注釋，即商業(yè)性質(zhì)的費

氏粒度儀、寶石校準管和自動測試儀器的介紹。

2.3主要試驗驗證情況

為驗證本標(biāo)準測試方法的適用性及檢測準確度，編制組首先對各家單位的測

試儀器進行了調(diào)研，具體見表2。其次，編制組統(tǒng)計匯總了4家生產(chǎn)、使用和測

試金屬及其化合物粉末的單位，選擇8種具有代表性的粉末，并根據(jù)各家單位測

試儀器的情況安排驗證試驗，具體情況如下。

2.3.1測試設(shè)備情況

根據(jù)調(diào)研統(tǒng)計，本標(biāo)準的參與單位種有四家可以提供試驗驗證的單位，其中

6

各家單位的設(shè)備情況見表2。

表2各家單位的測試設(shè)備

序號單位名稱設(shè)備名稱設(shè)備型號

1費氏粒度儀WLP-208A

中南大學(xué)氣體透過法粒度測定儀

2PSI-4B

（共瑞福法測試儀）

3鋼鐵研究總院有限公司激光粒度分析儀Bettersize2000

4有研資源環(huán)境技術(shù)研究院（北京）有限公司費氏粒度儀—

5廣東省材料與加工研究所費氏粒度儀

6北京鋼研高納科技股份有限公司勃氏透氣儀—

2.3.2測試用粉末介紹

本次驗證，編制組共選取了8種具有代表性的粉末，分別為水霧化鐵粉、默

基銀粉、電解銅粉、增材制造用AlSilOMg,碳化鴇粉、錦銅合金粉、兩種銅基

催化劑粉。各家單位提供粉末的具體情況如下：

表3各家單位提供的粉末

序號粉末類型提供單位

1水霧化鐵粉有研粉末研究院

2默基銀粉有研粉末研究院

3電解銅粉有研粉末研究院

4銅基催化劑-旭晶有研粉末研究院

5銅基催化劑-113有研粉末研究院

6增材制造用AlSilOMg有研增材技術(shù)有限公司

7碳化鴿粉中南大學(xué)

8鎰銅合金粉鋼鐵研究總院有限公司

鐵粉的選擇決定了產(chǎn)品的壓制和燒結(jié)，以致影響到產(chǎn)品的最終性能，包括冶

金性能（化學(xué)成分與雜質(zhì)、顯微結(jié)構(gòu)、顯微硬度等），幾何性能（粒度分布、顆

粒外部形狀、顆粒內(nèi)部形狀如顆?？紫抖龋?，機械性能（流動性、松裝密度、壓

縮性、生坯強度與彈怛后效）。水霧化鐵粉適用于技術(shù)要求密度大于7.0g/cm3

的鐵基機械零件，尤其是用幾個上、下沖成形的復(fù)雜形狀機械零件。因此選定此

種粉末，測試其比表面積，有利于為實際生產(chǎn)提供更詳細的指導(dǎo)和應(yīng)用。

皴基銀粉因其獨籽的晶形結(jié)構(gòu)和高純度的顆粒而成為與其它金屬混合的理

7

想材料，其樹枝狀的表面使其能與大顆粒緊密結(jié)合，在粉末燒結(jié)前形成穩(wěn)固而均

勻的分布，在隨后的燒結(jié)過程中能和其它粉末滲濾均勻，最后能形成具有平衡冶

金結(jié)構(gòu)的精密部件，其性能大大優(yōu)于普通銀粉。因此，可廣泛應(yīng)用于銀-鎘、銀-

氫電池，過濾器、軍工、高密度和高熔點材料的粘結(jié)劑、粉末冶金添加劑、精密

合金、特種鋼、不銹鋼焊條、石化用催化劑和新型化合物、電子顯象管用吸氣劑、

高頻或超高頻磁性材料等。因此，選用堞基銀粉具有一定的代表意義。

銅粉是粉末冶金制品的重要原料，其有多種生產(chǎn)方法，包括還原法、霧化法、

機械研磨法和電解法等，不同的生產(chǎn)方法制備的銅粉有不同的特征。電解法生產(chǎn)

的銅粉包含提純過程，因而所得粉末較純；電解結(jié)晶粉末形狀一般為樹枝狀，壓

制性較好；同時，電解還可以控制粉末粒度，因而可以生產(chǎn)超細粉末。電解銅粉

具有純度高、比表面積大、成形性好等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于粉末冶金零部件、金剛

石T具、摩擦材料、電碳制品等行業(yè)°全球產(chǎn)量約4萬噸，中國產(chǎn)量約2萬噸，

約占全球的50%。選擇電解銅粉作為驗證試驗，具有一定的代表意義。

催化用粉體材料隸屬于銅基功能粉體材料與技術(shù)領(lǐng)域，目前主要研究方向為

應(yīng)用于有機硅單體合成用銅基催化劑的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)。有機硅材料因為具

有有機物的功能和無機物的特性于一身，廣泛應(yīng)用于國防軍工、航天航空、電子

電氣等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。其中，甲基氯硅烷化學(xué)活性最高，是整個有機硅產(chǎn)業(yè)

中價值最高用量最大的有機硅單體，產(chǎn)業(yè)技術(shù)不斷革新以期提高二甲基二氯硅烷

（M2）的產(chǎn)率。比表面積和平均粒度是銅基催化劑材料活性的重要表征，選擇

此種材料可以為銅基催化劑的測試應(yīng)用提供指導(dǎo)。

AlSilOMg合金材料密度小質(zhì)量輕，比強度高，高導(dǎo)熱性，具有優(yōu)良的物理

性能和機械性能，用于薄壁和復(fù)雜幾何設(shè)計的打印。該種合金包含了硅/鎂，使

得強度和硬度顯著增強，同時還具有良好的動態(tài)特性?？杀挥糜谥圃鞙u輪機及其

他飛機發(fā)動機零件，精細化零件（如薄壁、細孔件），散熱器部件等。

碳化鋁具有高硬度、高耐磨性、高熔點等特性，故作為硬質(zhì)合金廣泛應(yīng)用于

切削工具、電子工業(yè)的微型鉆頭、精密模具及醫(yī)學(xué)器Chemicalbook械等領(lǐng)域。

碳化鴇粉應(yīng)用于硬質(zhì)合金生產(chǎn)材料，用于生產(chǎn)DLC涂層（類金剛石）。此類涂

層極其堅硬持久，保護高應(yīng)力作用下Chemicalbook的發(fā)動機與其他汽車部件不

會磨損。通過降低摩擦系數(shù)，DLC涂層可延長齒輪、沖壓模和其它許多元件的

8

使用壽命。

高阻尼減振M2052錦銅合金主要應(yīng)用于航空領(lǐng)域大型裝備的結(jié)構(gòu)件。選用

真空感應(yīng)冶煉工藝制備的M2052合金棒材為原材料，采用真空氣霧化法(Vacuum

GasAtomization,VIGA)制備該鑄銅合金粉末，該合金粉末用于選區(qū)激光熔化

(SelectionLaserMelting,SLM)技術(shù)成形。本次標(biāo)準驗證粉末粒度范圍為15-53口

m。

2.3.3試驗驗證結(jié)果及分析(待完善)

表4驗證試驗結(jié)果

測試結(jié)果

序號材料種類材料牌號樣品提供公司

測試單位測試參數(shù)結(jié)果1結(jié)果2結(jié)果3

外表面積

1中南大學(xué)

粉末粒徑

外表面積

2鋼鐵研究總院

粉末粒徑

水霧化鐵有研粉末研究外表面積

3LAP100.29有研資環(huán)

粉院粉末粒徑

廣東省材料與外表面積

4

加工研究所粉末粒徑

外表面積

5鋼研高納

粉末粒徑

外表面積

6中南大學(xué)

粉末粒徑

外表面積

7鋼鐵研究總院

粉末粒徑

有研粉末研究外表面積

8撥基銀粉—有研資環(huán)

院粉末粒徑

廣東省材料與外表面積

9

加工研究所粉末粒徑

外表面積

10鋼研高納

粉末粒徑

外表面積

11中南大學(xué)

粉末粒徑

外表面積

12鋼鐵研究總院

有研粉末研究粉末粒徑

電解銅粉

院外表面積

13有研資環(huán)

粉末粒徑

廣東省材料與外表面積

14

加工研究所粉末粒徑

9

外表面積

15鋼研高納

粉末粒徑

外表面積

16中南大學(xué)

粉末粒徑

外表面積

17鋼鐵研究總院

粉末粒徑

有研增材技術(shù)外表面積

18AlSilOMg—有研資環(huán)

有限公司粉末粒徑

廣東省材料與外表面枳

19

加工研究所粉末粒徑

外表面積

20鋼研高納

粉末粒徑

外表面積

21中南大學(xué)

粉末粒徑

外表面積

22鋼鐵研究總院

粉末粒徑

外表面積

23碳化釣粉中南大學(xué)有研資環(huán)

粉末粒徑

廣東省材料與外表面積

24

加工研究所粉末粒徑

外表面積

25

粉末粒徑

外表面積

26中南大學(xué)

粉末粒徑

外表面積

27鋼鐵研究總院

粉末粒徑

缽銅合金鋼鐵研究總院外表面積

28—有研資環(huán)

粉有限公司粉末粒徑

廣東省材料與外表面積

29

加工研究所粉末粒徑

外表面積

30

粉末粒徑

外表面積

31中南大學(xué)

粉末粒徑

外表面積

32鋼鐵研究總院

粉末粒徑

銅基催化有研粉末研究外表面積

33旭晶有研資環(huán)

劑院粉末粒徑

廣東省材料與外表面積

34

加工研究所粉末粒徑

外表面積

35

粉末粒徑

36銅基催化113有研粉末研究中南大學(xué)外表面積

10

劑院粉末粒徑

外表面積

37鋼鐵研究總院

粉末粒徑

外表面積

38有研資環(huán)

粉末粒徑

廣東省材料與外表面積

39

加工研究所粉末粒徑

外表面積

40

粉末粒徑

編制組統(tǒng)計匯總了5家生產(chǎn)、使用和測試金屬及其化合物粉末的單位，按照

《