国家标准《可渗透性烧结金属材料——气泡试验孔径的测定》（送审稿）.doc

ICS77.160
H：16

中华人民共和国国家标准
GB/T 5249—201X
代替GB/T5249-1985

可渗透性烧结金属材料——
气泡试验孔径的测定
Permeable sintered metal materials
Determination of bubble test pore size
(ISO4003：1977，(IDT))

（本稿完成日期：2012年7月）
XXXX - XX - XX发布
XXXX - XX - XX实施

GB/T 5249—201X
前言
本标准是按照GB/T1.1—2009给出的规则起草的。
本标准代替GB/T5249-1985《可渗透性烧结金属材料—气泡试验孔径的测定》。
本标准与GB/T5249-1985相比，主要有如下变化：
——仅对“气泡试验孔径”的测试定义进行描述，删去原标准中管环状试样的示意图；
——在4章中增加了注释，对气泡孔径以及其它金属多孔材料的性能进行说明；
——在6章中增加注释，说明试样的浸润方法；由粗孔基体上复合细孔层的试样的测试方法；重复测试要求”；
本标准使用等同翻译法，等同采用ISO4003：1977（E）《可渗透性烧结金属材料—气泡试验孔径的测定》。为了便于使用，对其部分章节增加了标题。
本标准由全国有色金属标准化技术委员会（SAC/TC243）归口。
本标准负责起草单位：西安宝德粉末冶金有限责任公司。
本标准主要起草人：
本标准所代替的历次版本发布情况为：
——GB/T5249-1985

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可渗透性烧结金属材料——气泡试验孔径的测定
1　 范围
本标准规定的方法称为气泡试验法，适用于以“气泡试验”方法测定可渗透性烧结金属材料(过滤器、多孔轴承、多孔电极及具有联通孔的其它元件)的孔径。
气泡试验是一种金属多孔材料质量控制的测试方法，不适用于衡量金属多孔材料的等级，也不能准确判定金属多孔材料孔径及孔径分布。
2　 规范性引用文件
GB/T5163/ISO2738 可渗透烧结金属材料 -密度、含油量、开孔率的测定。
3　 原理
用试验液体浸润试样，试样密封后，用试验液体浸没试样。由试样的另一面通入气体（通常是空气），再逐渐增加压力，观察试样表面，当第一个气泡出现时，测定其压力值。根据此压力值和试验液体的液面到试样表面的高度等参数即可计算出试样的等效气泡试验孔径。
4　 气泡试验孔径（d ）定义
气泡试验孔径是试样的最大等效毛细管直径，由第一气泡对应的压力计算。 第一个气泡将在具有最大喉道的孔里形成,喉道是这个孔的最窄部位。气泡试验孔径测试测试的示意图见图1。
假设气泡在充满试验液体的等效圆柱形毛细管的端部形成，等效圆柱形毛细管的直径与形成气泡压力间的关系用公式（1）表示:

式中:
d — 试样毛细管的等效直径，单位为米（m）；
γ — 试验液体的表面张力，单位为牛顿/米（N/m）；
ΔP — 在静态下，试样上的压力差，单位为帕斯卡（Pa；
ΔP由公式（2）计算：

式中：
Pg —试验气体压力，单位为帕斯卡（Pa）；
P1 — 在气泡形成的平面上试验液体的压力，单位为帕斯卡（Pa）；
P1由公式（3）计算：

式中：
ƿ1 — 试验液体密度，单位为公斤/立方米（Kg/ m3）；
h — 试验液体表面到试样表面的高度，单位为米（m）。

图1 气泡试验孔径测试示意图
注1： 气泡试验孔径对应的最低压力差是指当一串气泡由一个明显的点出现时，或数个气泡同时由数个明显的点出现时的压力值。这一压力也称为“最低气泡压力”或“泡点压力”，相应的毛细管的直径被称为“最大孔径”。 用这种方法测试的最大孔径可能是单一的局部缺陷，不能表征试样的孔隙特性。
注2： 随着气体压力的继续增加，试样表面将不断冒泡，不同压力值可以定义不同的孔径。例如，群泡点压力是指试样整个表面出现气泡时的压力，按此压力值对应的是气泡法平均孔径。这些特定的孔径定义，供应商和用户之间可以进行协商。此外，通过气体压力的增加也可观察试样孔径分布的均匀性。也可采用这种方法观测试样是否存在裂缝和堵塞现象， 。
注3： 气泡试验孔径测试不代表通过试样最大颗粒的测试，即过滤特性。但可以肯定试样用于过滤时，所有大于最大孔径的颗粒都可以被拦截，但相同的金属多孔材料，因为孔隙形状的不规则性以及和过滤过程中涉及的其它现象，比最大孔径小的颗粒也是会被拦截的。通过金属多孔材料微孔的最大颗粒的测定需要采用其它的方法，例如玻璃珠的试验。以气泡试验孔径来估计通过金属多孔材料微孔的最大颗粒值，是非常有用的经验值，可以从气泡试验孔径乘以不同的系数得到，对于均匀球形粉末制成的金属多孔材料系数约在04左右，不规则粉末制成的金属多孔材料系数约在0.2左右。
5　 仪器
5.1　 气源
能以适当的压力供给过滤干净的干燥气体(通常为压缩空气)的装置。
5.2　 调节阀
通过调节阀调整气体流量来控制气体压力。调节阀能够按预先确定的速率逐渐升压或分步升压,并能保持每步压力的稳定调节。
5.3　 流量计
如果需要时，可在气体通路中增加流量计。
5.4　 压力表
压力表用于测量气体压力,精度为±1%，应连接在接近气泡试验的试样部位，以便于观察气泡，保证气泡压力的准确性。
5.5　 试样夹具
根据试样形状设计不同的试样夹具,以保证在整个试验过程中试样被完全浸没在固定深度(液面到试样表面的高度h大于10mm) 。 夹具结构应能够方便观察测试过程中试样表面出现的气泡,管状试样必须沿对称轴水平转动,以保证整个表面都能够被观测到。
5.6　 试验液体
根据试样材质选择适当的试验液体。乙醇(95%)、甲醇、异丙醇、四氯化碳等液体与金属材料具有良好的浸润性,都可作为试验液体。试验在室温下完成。液体表面张力及密度可从物理常数表查询。表1给出了几种液体的表面张力及密度 。
表1 金属多孔材料常用液体20℃时的密度及表面张力
试验液体
密度 Kg/ m3
表面张力 N/m
甲醇
0.790
0.0225
95%乙醇
0.805
0.0230
异丙醇

0.790
0.0215
四氯化碳1
1.59
0.0270
注1：四氯化碳蒸气对人体有害，用作试验液体时实验室应有保护措施。
6　 试验步骤
6.1　 确保试样清洁、无油污、无妨碍试样完全浸润和均匀浸润的物质、无任何外来异物。
6.2　 用试验液体充分浸润试样，然后将试样用夹具密封固定后接入测试装置，放置于试验槽中，浸没入一定高度的试验液体中。
6.3　 缓慢通气,气体压力从零开始,以20~100Pa/s的速率(根据孔径大小而定)逐渐升压。对于管状试样也可以采用分步升压,每步压力为50~500Pa(根据孔径大小而定),且每步都要保压,将试样绕对称轴转动,没有气泡出现时才可开始下一步的升压。在整个升压过程中仔细观察试样表面,当一串气泡由一个明显的点出现时或数个气泡同时由数个明显的点出现时,记录最初气泡的压力值、试样表面到试验液体表面的高度和试验液体的温度。如果气泡出现在密封件附近,检查是否密封,试样完全密封后再次逐渐升压。
6.4　 当一串气泡在一点（或不同点）同时出现时，记录压力值。如果存在缺陷，第一气泡可能出现在试样表面的一个区域，不利于观察，可以重新进行试验。
注1：试样应浸润，确保液体完全浸润其孔隙。可参照GBT/5163/ISO2738的要求进行试样浸润。
注2：当同一个试样需要重复试验时，应对试样重新进行浸润。
注3：试样必须密封完好，当气泡出现在密封垫附近时，应重新密封，待完全密封后进行再次试验。
注4：粗孔基体上复合细孔层的试样,测试结果为细孔层的气泡孔径，细孔层为观察面。
注5：由用户和供应商之间协议的孔径测试，参照第4章注2。
7　 结果表示
根据公式(1)计算气泡试验孔径。每一个试样测量三次,报出三次测量结果的算术平均值,精确到5%。
8　 试验报告
试验报告应包括下列内容:
a) 本标准编号；
b) 鉴别试样所必须的细节；
c) 试验液体及试验温度；
d) 升压速率；
e) 第一气泡位置；
f) 测试结果；
g) 所有未被本标准规定的操作；
h) 任何可能影响结果的因素。
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