style="width:1.68677in;height:0.61336in" />
style="width:3.33987in;height:0.68662in" />GB/T 3249—2022 本文是学习GB-T 3249-2022 金属及其化合物粉末费氏粒度的测定方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本文件规定了金属及其化合物粉末费氏粒度的测定方法。
本文件适用于粉末粒度为0.5μm～50μm
的金属及其化合物(碳化物、氮化物和氧化物等)粉末费
氏粒度的测定。
本文件不适用于轴对称性差、不规则形状(如薄片状和纤维状等)的粉末颗粒，也不适用于不同粉末
的混合物以及含有粘接剂或润滑剂的粉末。如需采用，由相关方协商后采用。
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文
件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 3500 粉末治金 术语
GB/T 37561 难熔金属及其化合物粉末在粒度测定之前的分散处理规则
GB/T 3500 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
费氏粒度测定仪 Fisher sub-sieve sizer
利用空气透过性原理测量粉末颗粒外表面积的一种仪器。
3.2
外比表面积 envelope-specific surface area
按照ISO10070 中的测量方法测出的粉末表面积。
3.3
空气透过性 air permeability
空气通过粉末样品层的压力降。
3.4
分 散 de-agglomeration
分解团聚粉末颗粒的过程。
3.5
费 氏 粒 度 Fisher number
在假定所有颗粒为球形且尺寸单一的前提下通过换算计算出来的平均粒径。
3.6
费氏仪校准管 Fisher calibrator tube
带有精确孔径的红宝石标准管，标准管的值经过精确标定。
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3.7
粉末层孔隙度 porosity of a bed of powder
粉末层孔隙体积与整个粉末层体积的比率。
3.8
团聚 agglomerate
几个颗粒黏附在一起所形成的聚集现象。
费氏粒度的测定采用空气透过法，假定粉末为粒度均匀、表面光滑且无内气孔的球状颗粒，在恒定
流量或压力条件下，测定空气的透过率或阻力。由于粉末样品层的空气透过性与粉末的外比表面积有
关，可由此求出比表面积，再换算成体积表面积平均直径，用来表示费氏粒度。
根据空气透过法，粉末费氏粒度按式(1)计算：
式中：
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……………
(1)
d 、— 粉末费氏粒度，单位为微米(μm);
η - 空气黏度，单位为克每厘米秒[g/(cm · s)];
C — 针阀的通导率，单位为立方厘米每秒厘米水柱[cm³/(s ·cmH₂O)];
L — 粉末样品层的高度，单位为厘米(cm);
p- 粉末样品的真密度，单位为克每立方厘米(g/cm³);
M— 粉末样品的质量，单位为克(g);
F — 空气进入粉末样品后的压力，单位为厘米水柱(cmH₂O);
注：F=2H, 此处 H 为超过基线的水柱高度。
A — 粉末样品层的横断面积(=1.267 cm²), 单位为平方厘米(cm²);
P — 空气进入粉末样品前的压力(通过竖管所测值)=50 cmH₂O;
c — 仪器常数(c 定
义
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费氏粒度或等效球径可由样品的粉末层孔隙度和压力计液面上升高度计算得出，粉末层孔隙度按
式(2)计算：
式中：
style="width:1.84001in;height:0.9933in" />
……………………
(2)
e—— 粉末层孔隙度。
当粉末样品的质量与所测材料的真密度值相等时，即M=p,
按式(3)和式(4)计算：
… ……………… … (3)
………………………… ( 4)
依据样品的粉末层孔隙度及空气透过性来求出粉末颗粒的等效球径，可由费氏粒度测定仪读数板
直接读出，换句话说，费氏粒度测定仪所测的结果是粉末样品的外比表面积。在用费氏粒度测定仪测量
样品的等效球径时，该等效球径是通过测定粉末的外比表面积得出的，这过程用到一个关系式，此关系
式仅适用于尺寸一致的球形颗粒，因此，"费氏粒度"描述的是该仪器的测量结果，相当于"粒径"或"等效
球径"。
GB/T 3249—2022
费氏粒度测定仪由空气泵、空气压力调节器(调压阀)、试样管、费氏仪校准管、标准双列空气流量计
(针阀)、粒度读数板等组成。同时包括一些附件设备：操作手柄(手轮)、粉末漏斗、两个多孔塞、快速滤
纸、试样管橡皮支承座及精密压力计。费氏粒度测定仪装置示意图见图1。
style="width:8.66671in;height:4.2867in" />
标引序号说明：
1—-空气泵； 8 ——样品；
2——调压阀； 9 ——齿条；
3——稳压管； 10 ——手轮；
4— 干燥剂管； 11 — 压力计；
5— 试样管； 12 ——粒度读数板；
6——多孔塞； 13、14——针阀；
7— 滤纸垫； 15 - 换挡阀。
图 1 费氏粒度测定仪装置示意图
费氏仪校准管又称红宝石标准管，是用于测量平均粒度的标样，使不同的操作者测量数据具有可比
性。红宝石标准管在出厂时经过了三次测试，测量结果及其相关孔隙度刻在红宝石标准管上。
5.3.1
依据仪器使用说明书进行调整。调整时，多孔塞和滤纸不应插入到试样管中，但应堆叠在一起
并置于支承柱与支架底部之间。
5.3.2
可使用一个特制基线计量器来代替多孔塞和滤纸进行调整。计量器的高度为19.30
mm 土
天平的称量范围至少为50 g,检定分度值为0.001 g。
GB/T 3249—2022
6.2 样品总量应为真密度值的两倍以上。
6.3
样品应干燥，不应有团块，如果粉末样品出现团聚现象，则会影响测量结果，建议对粉末进行分散
或研磨处理后进行测试，分散应按照GB/T 37561 的规定进行。
6.4 样品在施压时不应变形、团聚或破碎，且应妥善保管，防止氧化。
7.1.1
检查粒度指示针横梁位置应与读数板基线平行，下落时应与孔隙度指示针重合。齿条上下移动
时应与读数板基线垂直。
7.1.2 应定期检查多孔塞的高度，确保多孔塞的高度一致。
7.1.3 应定期检查压力计和微调针阀，并保持清洁。
7.1.4
检查夹持试样管的上、下橡皮垫是否完好，确保不漏气，否则应及时更换橡皮垫。
7.1.5
检查压样品的支承柱的位置要求是否适当，即齿条平面与底座支承杆上平面的相隔距离，应保
持等于两个多孔塞和两片快速滤纸的总厚度，此时齿条上的粒度指示针正好指在读数板基线上。
7.1.6 检查干燥剂是否有效(若使用变色硅胶时应保持为蓝色)。
7.1.7 定期检查空气泵并加注润滑油。
7.1.8 接通电源，仪器预热20 min 以上。
7.1.9
检查压力计零位：齿条下移，使粒度指示针与读数板基线对齐，然后转动压力计水位调旋钮，使
水位弯月面与粒度指示针横梁上沿对齐。压力计的调整应在仪器操作之前进行，调整完毕后，保持至少
5 min。
测试过程中，由于水吸附于压力计玻璃管中，水液面不能恢复至零点，属于正常现象，所以每次
检查水位零点时，仪器应空置15 min 以上，调完水位零点，应重新校准仪器。
7.1.10
检查稳压管水位线：换挡阀拨到低挡，将空试样管装在支承柱右侧的橡皮垫之间，调节调压阀，
控制稳压管中竖管冒泡速度为每秒2个～3个气泡。保持进气端压力为50.0
cmH2O±0.4 cmH₂O。 压力计水位逐渐上升，在1 min～2
min内达到的水位高度应为25 cm。 稳压管中的水位标志线只能做
参考，不能作为稳压管压力校准的依据。
7.1.11
试样管因磨损可能导致错误结果。当疑似出现此类情况时，可用未曾使用过的备用管代替试
样管，重复测量。如果试样管有明显磨损或划伤，应立即弃用。可定期用内径千分尺对试样管的内径进
行检查，内径值为12.70 mm±0.05 mm。
7.1.12 至少每个月用压力校准器(等效装置)检查手轮一次。
7.1.13
红宝石标准管至少一个月在放大镜下检查一次，确保标准管孔内清洁。如果孔内的清洁度不
好，则按照费氏粒度测定仪使用说明书要求进行清洁。
7.2.1 校准过程分两挡进行。费氏粒度测定仪低挡(0 .5μm～20μm)
校准只用到一个流量计，而高挡 (20μm～50μm)
校准用到两个流量计，因此应先进行低挡校准，然后再进行高挡校准，校准时通过换挡
阀仅对 一个流量计进行校准。
7.2.2 检查换挡阀，选择合适的挡位。
7.2.3
将红宝石标准管装在支承柱右侧的橡皮垫之间，然后夹紧红宝石标准管两端，使其不漏气。
GB/T 3249—2022
7.2.4
调整粒度读数板，使孔隙度指针所指示的孔隙度值与红宝石标准管上所指示的值一致。
7.2.5 压力计管内的液面逐渐上升，至少保持5 min,
升至一个最大值。此后不应触动粒度读数板，转
动手轮，使齿条上移直至粒度指示针横梁上沿与压力计水位弯月面底部对齐，读出粒度指示针在读数板
上的粒度值，记下测量时的环境温度，精确到1℃,然后缓慢松开试样管上方的夹子，使压力计水位缓慢
归零。
7.2.6
该测量方法所得到的费氏粒度值与红宝石标准管所示值相差不超过±1%,否则，按如下操作调
节费氏粒度测定仪：根据需要调节高值针阀或者低值针阀，使粒度读数板上所示的费氏粒度值与红宝石
标准管所示的值相符，调整完毕后，重复7.2.3～7.2.5操作。
7.2.7 每次连续测量前后，或者在每次测量中，每隔4 h,
用红宝石标准管进行校准一次，测量完毕，仍 保持仪器运转30 min 以上。
8.1
温度测量：测试时的室温与校准时的室温变化应不大于2℃。如果室温变化大于2℃,则应重新
校准仪器。
8.2 费氏粒度的测定和仪器的校准应由同一个人进行操作。
8.3 仪器校准完毕后，调节换挡阀，使其处于所需要的位置。
8.4
将一滤纸放在试样管的一端，用一多孔塞将带孔的一端接触滤纸一同压入试样管内，再在费氏粒
度测定仪支承柱上将试样管中的多孔塞顶进去，直至与支承柱高度一致，然后将试样管竖起放置于橡皮
支承座上，保持滤纸在多孔塞的上方。
8.5 称取与粉末真密度值等量的样品，精确到0.01 g。
8.6
借助漏斗，将已称好的样品注入试样管内，轻拍试样管和漏斗边沿，使粉末样品完全注入试样管
内，然后将另一片滤纸放在试样管口上，压入另一个多孔塞，使其一起进入试样管内，直至完全没入。
8.7
将试样管放在齿条和齿轮下方的支承柱上，且下部多孔塞与支承柱上沿相接触。
8.8
落下齿条，直至齿条的底平面与试样管上方多孔塞接触，转动手柄，施加压力，压实样品。直至压
力值升至222 N(501
bf),重复三次施力至最大压力值，撤去压力，并在最后一次施加最大压力后，检查
齿条，保证其在撤力时不上移。移动粒度读数板，使粒度指示针与样品高度线重合，此后不应再触动粒
度读数板，直至测试完毕，记录孔隙度指示针所指示的孔隙度。
8.9
移出试样管，此时试样管不应振动、平放或倒置。将试样管夹在支承柱右边的橡皮垫之间，夹紧试
样管，确保试样管两端密封不漏气。
8.10 此时压力计管内的液面逐渐上升，至少保持5 min,
升至一个最大值。读出粒度指示针指在读数
板上的费氏粒度值，记录测量结果和环境温度。
8.11 取下试样管，将试样管内的多孔塞取出。
9.1
称取两份样品进行测量，以两次测量的算术平均值作为结果。供应态粉末样品的试验报告包括两
次测量的结果，测量都是对同一样品进行，同时记录所测样品的孔隙度和费氏粒度。
9.2
如果粉末在分析之前经过研磨分散，则只需报告一次测量的费氏粒度和孔隙度，并且标出"研磨
态"。如果用其他的方法对样品进行分散处理，则试验报告应详细描述样品处理过程。
GB/T 3249—2022
表 1 费氏粒度的控制范围
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10.1
费氏粒度的重复性限(r)估计在费氏粒度测量值的2%～6%,同一实验室的结果在 r
限内均为 有效。
10.2 实验室间的费氏粒度的再现性限(R), 可由式(5)计算：
R=0. 173dv-0.042 ………………………… (5)
式中：
R — 再现性限；
d、 — 费氏粒度的测量值。
实验室间的结果在再现性限范围内，均为有效。
试验报告应包括以下内容：
a) 本文件编号；
b) 鉴别样品的必要说明；
c) 在报告中注明粉末状态(研磨态或供应态);
d) 本文件中未规定的或任选的其他操作；
e) 任何可能影响试验结果的因素。
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