GB/T 5161-2025 金属粉末 有效密度的测定 液体浸透法

　　ICS 77. 160 CCS H 21

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 5161—2025代替 GB/T5161—2014

　　金属粉末 有效密度的测定

　　液体浸透法

　　Metallicpowder—Determination ofeffectivedensity—Liquid immersion method

　　2025-08-29发布 2026-03-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 5161—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件代替 GB/T 5161—2014《金属粉末 有效密度的测定 液体浸透法》,与 GB/T 5161—2014相比 ,除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

　　a) 更改了适用范围(见第 1 章 ,2014年版的第 1 章) ;

　　b) 将 “在真空环境下 ”更改为 “采用真空除气或超声波浴 ”(见第 4章 ,2014年版的第 2 章) ;

　　c) 删除了 “测试准备 ”(见 2014年版的第 5 章) ;

　　d) 增加了 “浸透液 ”的要求(见第 5 章) ;

　　e) 增加了 “真空泵”“超 声 波 清 洗 器 ”(见 6. 3、6. 7) , 将 “真 空 度 测 量 仪 ”更 改 为 “真 空 表 ”(见 6. 4, 2014年版的 4. 3) ;

　　f) 增加了 “样品 ”(见第 7章) ;

　　g) 增加了 “试验条件 ”(见第 8章) ;

　　h) 增加了 “试料”“平行试验 ”(见 9. 1、9. 2) ,增加了超声波浴除气法(见 9. 3. 2方法二) ;

　　i) 将 “计 算 ”更 改 为 “试 验 数 据 处 理 ”, 增 加 了 “计 算 结 果 表 示 到 小 数 点 后 2 位 , 数 值 修 约 按GB/T 8170的规定进行 ”的描述(见第 10章 ,2014年版的第 7章) ;

　　j) 增加了 “相对误差 ”(见第 11章) ;

　　k) 更改了附录 B 中部分脱气蒸馏水的密度值(见附录 B,2014年版的附录 B) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中国有色金属工业协会提出 。

　　本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归 口 。

　　本文件起草单位 :广东省科学院新材料研究所 、钢铁研究总院有限公司 、西安欧中材料科技股份有限公司 、广东省科学院工业分析检测中心 、中南大学 、北京钢研高纳科技股份有限公司 、浙江亚通新材料股份有限公司 。

　　本文件主要起草人 :王娟 、郑 志 斌 、谭 立 新 、路 建 宁 、刘 彦 宁 、伍 超 群 、张 淑 兰 、凌 继 容 、曾 洁 、辛 琳 、康路 、曲敬龙 、贾建 、张玲玲 、王帅 。

　　本文件于 1985年首次发布 ,2014年第一次修订 ,本次为第二次修订 。

　　Ⅰ

　　GB/T 5161—2025

　　金属粉末 有效密度的测定

　　液体浸透法

　　1 范围

　　本文件描述了用比重瓶法测定金属粉末有效密度的方法 。

　　本文件适用于金属粉末有效密度的测定 。其他烧结金属材料(仅限于没有封闭孔隙的颗粒或部件)真密度的测定参考使用 。

　　2 规范性引用文件

　　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 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　粉末有效体积 effectivevolumeofpowder

　　粉末除去所有的开孔隙的体积后 ,粉末颗粒所占据的体积 。

　　3.2

　　粉末有效密度 effectivedensity ofpowder

　　粉末的质量除以粉末有效体积 。

　　注 : 当颗粒存在闭孔隙时 , 闭孔隙被当作单个颗粒体积的一部分 。

　　3.3

　　比重瓶法 pycnometry

　　用比重瓶做工具来测定粉末或颗粒有效密度的方法 。

　　注 : 是液体浸透法的一种 。

　　4 原理

　　将金属粉末样品置于已知质量和体积的比重瓶中 ,加入液体介质 ,采用真空除气或超声波浴使液体介质充分地浸透到粉末颗粒的开孔隙中 。根据阿基米德原理 ,测出粉末有效体积 ,从而计算出单位体积的质量 , 即为粉末有效密度 。

　　5 试剂或材料

　　应选择浸润性好并在真空环境下不易挥发的液体 。浸透液不应与样品发生化学反应 ,不应溶解样

　　1

　　GB/T 5161—2025

　　品 。可选二甲苯 、脱气蒸馏水 、乙醇等作为浸透液 。

　　6 仪器设备

　　6. 1 比重瓶

　　宜选玻璃材质的比重瓶 ,例如 GB/T 21785 中的玻璃材质盖氏(Gay-Lussac)比重瓶 ,容积为 25 mL或 50 mL,玻璃比重瓶示意图见图 1。

　　图 1 玻璃比重瓶示意图

　　6.2 真空除气装置

　　真空除气装置内应能容纳比重瓶 ,并能清楚地观察到比重瓶内样品的情况 。该装置应能与真空泵相连 ,使比重瓶处在真空环境内 。如附录 A 中图 A. 1所示 。

　　6.3 真空泵

　　真空度可达到 666. 5 Pa(5mmHg) 。

　　6.4 真空表

　　量程为 0 kPa~ 26. 66kPa(0mmHg~ 200 mmHg) 。

　　6.5 天平

　　分度值为 0. 000 1 g。

　　6.6 温度计

　　分度值不低于 0. 1 ℃ 。

　　6.7 超声波清洗器

　　超声波清洗器应能使样品吸附的气体溢出且不会因功率过大而震碎样品 。

　　2

　　GB/T 5161—2025

　　7 样品

　　样品应呈粉末状 。样品应在 100 ℃ ~ 105 ℃烘箱中烘干至恒重 ,并置于干燥容器中冷却至室温备用 。 当样品在烘干温度下不稳定时 ,应进行真空干燥 。

　　8 试验条件

　　环境温度宜为 15 ℃ ~ 30 ℃ ,9. 3. 3. 2~ 9. 3. 3. 4 的试验温度的波动应控制在 ±1℃以内 。

　　9 试验步骤

　　9. 1 试料

　　称取一定量的样品 ,精确到 0. 000 1 g,单个比重瓶测试所需样品的量约占比重瓶容积的 1/3。

　　9.2 平行试验

　　平行做两份试验 ,取其平均值 。

　　9.3 测定

　　9.3. 1 比重瓶质量的测定

　　9.3. 1. 1 洗净比重瓶(6. 1) ,彻底烘干后称重 ,记为 mp1 ,精确到 0. 000 1 g。

　　9.3. 1.2 将试料(9. 1)装入比重瓶中 ,称重 ,记为 mp2 。

　　9.3.2 除气

　　缓慢地将浸透液加入比重瓶(9. 3. 1. 2)直至液面超过试料面 。注入浸透液时应防止试料飞溅 。 可采用下列两种方法除气 。

　　— 方法一 :将装有试料 、浸透液的比重瓶放入真空除气装置(6. 2) 内除气 , 当压力达到 13. 33 kPa (100mmHg) , 比重瓶内没有气泡溢出时停止除气 ,恢复到常压 。 除气过程中应缓慢减压使浸透液不至于沸腾 ,试料不应飞溅出瓶外 。

　　— 方法二 :将装有试料 、浸透液的比重瓶放入超声波清洗器(6. 7) 进 行 超 声 波 浴 , 直 到 无 气 泡 溢出 。浸透液中可添加少量的表面活性剂 , 以降低表面张力 。

　　9.3.3 比重瓶体积及浸透液有效密度的测定

　　9.3.3. 1 取出比重瓶(9. 3. 2)静置一段时间使浸透液温度恢复到室温 ,达到热平衡后记录温度 。

　　9.3.3.2 将浸透液灌满比重瓶(9. 3. 3. 1)(确保瓶盖中的细管也充满液体) ,称重 ,记为 mp3 , 比重瓶法示意图见图 A. 2。

　　9.3.3.3 除掉比重瓶(9. 3. 3. 2)中的试料和浸透液 。洗净并烘干比重瓶 ,往比重瓶里注入未使用过的浸透液 ,直至瓶盖的细管中也充满液体 ,称重 ,记为 mp4 。

　　9.3.3.4 用比重瓶法测量浸透液的有效密度 :在测试温度下将已知密度的脱气蒸馏水(见附录 B) 灌满比重瓶 ,称重 ,记为 mw ,按式(1)计算出比重瓶的容积 V0 :

　　V0 = ……………………( 1 )

　　3

　　GB/T 5161—2025

　　式中 :

　　V0 — 比重瓶的容积 ,单位为立方厘米(cm3 ) ;

　　mw — 比重瓶盛满脱气蒸馏水后的质量 ,单位为克(g) ;

　　mp1 — 比重瓶的质量 ,单位为克(g) ;

　　ρw — 在测试温度下脱气蒸馏水的密度 ,单位为克每立方厘米(g/cm3 ) 。

　　浸透液的有效密度 ρ1 按式(2)进行计算 :

　　……………………( 2 )

　　式中 :

　　ρ1 — 在测试温度下浸透液的有效密度 ,单位为克每立方厘米(g/cm3 ) ;

　　mp4 — 比重瓶盛满浸透液后的质量 ,单位为克(g) ;

　　mp1 — 比重瓶的质量 ,单位为克(g) ;

　　V0 — 比重瓶的容积 ,单位为立方厘米(cm3 ) 。

　　试验结果的数值按照 GB/T 8170的规定进行修约 ,计算结果表示到小数点后 4位 。 当用脱气蒸馏水作为浸透液时 ,可采用附录 B 中脱气蒸馏水的有效密度值 。

　　10 试验数据处理

　　试料的有效密度按式(3)进行计算 :

　　……………………( 3 )

　　式中 :

　　ρ — 试料的有效密度 ,单位为克每立方厘米(g/cm3 ) ;

　　mp2— 试料与比重瓶的质量和 ,单位为克(g) ;

　　mp1— 比重瓶的质量 ,单位为克(g) ;

　　V0 — 比重瓶的容积 ,单位为立方厘米(cm3 ) ;

　　mp3— 试料 、浸透液及比重瓶三者的质量和 ,单位为克(g) ;

　　ρl — 在测试温度下浸透液的有效密度 ,单位为克每立方厘米(g/cm3 ) 。

　　计算结果表示到小数点后 2位 ,数值修约按 GB/T 8170的规定进行 。

　　11 相对误差

　　两次独立测定结果的相对误差不应超过 1% 。若两个测定值的相对误差超过 1%时 ,应平行地重测两次以上 ,取其算术平均值为测定结果 。

　　12 试验报告

　　试验报告应至少包括以下内容 :

　　a) 检测单位的名称 ;

　　b) 本文件编号 ;

　　c) 样品预处理的描述(加热温度和时间 ,抽真空时间) ;

　　d) 比重瓶(类型 ,容量) ;

　　e) 使用的浸透液的描述和试验温度 ;

　　4

　　GB/T 5161—2025

　　f) 除气方式 ;

　　g) 试验结果 ;

　　h) 试验日期 ;

　　i) 任何可能影响结果的因素 。

　　5

　　GB/T 5161—2025

　　附 录 A

　　(资料性)

　　真空除气装置及比重瓶法示意图

　　真空除气装置的示意图见图 A. 1, 比重瓶法的示意图见图 A. 2。

　　标引序号说明 :

　　1— 比重瓶 ;

　　2— 真空除气装置 ;

　　3— 玻璃三通 。

　　图 A. 1 真空除气装置示意图

　　标引序号说明 :

　　1— 试料 ;

　　2— 浸透液体 ;

　　3— 瓶塞 。

　　图 A.2 比重瓶法示意图

　　6

　　GB/T 5161—2025

　　附 录 B

　　(资料性)

　　脱气蒸馏水的密度值

　　脱气蒸馏水的密度值见表 B. 1。

　　表 B. 1 15 ℃ ~30℃时脱气蒸馏水的密度值

　　温度℃

　　密度g/cm3

　　15

　　0. 999 1

　　16

　　0. 998 9

　　17

　　0. 9988

　　18

　　0. 998 6

　　19

　　0. 9984

　　20

　　0. 9982

　　21

　　0. 9980

　　22

　　0. 997 8

　　23

　　0. 997 5

　　24

　　0. 997 3

　　25

　　0. 9970

　　26

　　0. 996 8

　　27

　　0. 996 5

　　28

　　0. 996 2

　　29

　　0. 995 9

　　30

　　0. 995 6

　　7

　　GB/T 5161—2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 21785 实验室玻璃器皿 密度计

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