粉末注射成型粉末注射成型是一项新型近净尺寸成型技术，被用于生产较小尺寸及复杂外形与表面的制品,与传统的加工工艺相比，粉末注射成技术成本优势明显。
目前粉末冶金注射成形零件截面尺寸为25~50mm,长度可达150mm,间单重在0.1g~150g间，所以粉末冶金注射成形适于生产批量大，外形复杂，尺寸小的零件。
⏹PIM结合了粉末冶金与塑料注射成型工艺，用来生产金属、陶瓷制品以及难熔金属部件。
该工艺包括以下4道工序：混料、注射成型、脱脂、烧结。
当注射成型技术应用于陶瓷和金属时，称为陶瓷粉末注射成型(Ceramic Injection Molding，简称CIM)和金属粉末注射成型(Metal Injection Molding，简称MIM)。
⏹原理粉末注射成形是将粉末与粘结剂均匀混合使其具有流动性，在注射挤压机上经一定的温度和压力，注入模具内成形。
⏹这种工艺能够制造出形状复杂的坯块，所得到的坯块经溶剂处理或专门脱除粘结剂的热分解炉后，再进行烧结.其制品的致密度可达95%以上，线收缩率可达15%~25%，再根据需要对烧结制品进行精压，少量加工及表面强化处理等工序,最后可得制品。
⏹陶瓷粉末注射成型技术来源于高分子材料的注塑成型，借助高分子聚合物在高温下熔融、低温下凝固的特性来进行成型的，成型之后再把高聚物脱除。
与传统的陶瓷加工工艺相比，陶瓷粉末注射成型技术要简单的多，能制造出各种复杂形状的高精度陶瓷零部件，且易于规模化和自动化生产，已广泛用于航空、军事、汽车、电子、机械以及医疗器械等工业。
⏹CIM基本工艺包括4个步骤：⏹ 1.粘结剂与陶瓷粉末的混炼2. 成型 3.脱脂 4.烧结⏹其中脱脂是陶瓷注射成型技术⏹金属粉末注射成型技术是在传统的注射成型和粉末冶金工艺的基础上发展起来的一种新型的金属注射成形,已广泛用于电子信息,医疗用具,汽车,航空航天等各领域.⏹注射成型工艺，特别适合于大批量生产小型、复杂的高密度金属或金属化合物的制品，扩大了粉末冶金技术的应用范围。
自20世纪70年代以来飞速发展，有着巨大的潜力，被誉为“21世纪的成形技术”。
⏹MIM工艺过程主要分3个阶段⏹将粘结剂和金属粉的混合物注射成型；⏹通过加热或低温焙烧成具有一定形状的多孔的金属零件；⏹高温烧结成结实的只有金属材料组成的零件，有必要时可以进行适当的后加工处理⏹金属粉末注射成型优点⏹可以制备形状复杂、尺寸精确度较高的零件，零件各部位的密度和性能一致，既各向同性。
⏹烧结密度可达95%以上，力学性能优良可与锻造材料相比美。
⏹可以制取微观复合材料或复合材料的零件，充分发挥不同材料的性能优势。
⏹可方便的采用一模多腔模具，成形效率高，模具使用寿命长，特别适用于大批量生产。
⏹缺点⏹由于在生坯烧结过程中存在大量的线收缩，收缩率达到11％～20％，所以该工艺生产紧公差的制品有限。
⏹MIM工序繁多，包括混料、注射成型、脱脂、烧结，制品的尺寸精度受到每道工序中设置的参数、原料的本身性质及加工条件和模具设计等方面的影响，从而影响制品的质量。
⏹注射料的准备⏹通常将粉末细粒与高分子聚合物为基的粘结剂加热混料均匀,为使注射料具有良好的流动性,需经造粒后为注射料.⏹为了便于成形,保证生坯的高密度,无缺陷,金属注射成形对金属粉末的要求比传统模压成形高的多,粉末粒度尽量小,通常小于20μm，随着技术的发展，粒度可允许大于５０μm．粉末的粒度多为球形．⏹粘结剂有热固性塑料、热塑性塑料、水基体系、凝胶体系和无机体系5类。
⏹一般粘结剂体系包括三部分：流动性好的低熔点组分；起骨架支撑作用的高熔点主体聚合物；少量可以改善粘结剂加工性能的助剂。
⏹理想的粘结剂要求具备以下特征⏹熔点低，固化性好，在室温具有较高的强度(≥4MPa)，粘度低(一般小10Pa•S)，流动性好，且粘度随温度变化小，粒度对应变速率的敏感性小；⏹与原料粉末间不发生化学反应，与粉末润湿性好(润湿角小于5°)，粘附性强；⏹粘结剂中各组元可化学部分互溶，不发生相分离，热分解温度范围宽，其分解产物无腐蚀性、无毒，残留量低，金属含量低，分解温度应高于混合温度和成形温度；⏹粘结剂的成本低，易获取，生产安全，不污染环境，不吸水，无易挥发组元，循环加热不变质(可重复使用)，热导率高，热膨胀系数小，链节长度短，无结晶取向。
⏹混料组成比⏹混料必须体现粉末与热塑性粘结剂混合的均匀性合理的粉末与粘结剂装载量比例（体积分数或质量分数）十分重要。
这一比例不仅直接影响接下来的工序，在混炼过程中还容易导致粘结剂从粉末颗粒间隙渗漏而引起混炼困难。
粉末装载量（体积分数）的大小取决于粉末形状，一般其比例为45～60% ．⏹在混炼时，粘结剂含量少将导致粉末颗粒表面润湿性差。
相反，如果粘结剂含量较高，则降低了混料粘度的同时，还会引起粉末与粘结剂在高压注射过程中相互分离。
⏹另一方面，如果粉末含量过低在烧结时会出现较高的收缩率。
通常在不影响注射成型的前提下，使粉末配比尽量高以此提高制品的烧结强度和降低收缩率。
⏹注射成形⏹在粉末注射成型工艺中，注射成型是决定生产合格生坯的一道重要工序。
混料在注射成型机里通过螺杆搅拌加热，通过注塑机送料系统将塑化后的混合物注入模腔，并保压以补偿冷却收缩。
当冷却固化后，零件具有足够的强度后，打开模具，用顶针将零件顶出，获得生坯。
⏹金属注射成型经常使用多模腔模具，各模腔之间尺寸的不一致，及模腔在使用过程中的磨损，将导致零件尺寸的差异．控制注射温度，模具温度，注射压力，保压时间等成形参数对获得稳定的生坯重量至关重要．要防止注射料中各组分的分离和偏析，否则将导致尺寸失控和畸变而报废．⏹脱去粘结剂⏹通常分为两种方法，即一步法脱粘和二步法脱粘．⏹所谓一步法脱粘即加热分解粘结剂是指成形坯在真空或者保温气氛中直接加热去除粘结剂．⏹所谓二步法脱粘即溶剂浸出粘结剂是指成形坯在溶剂中浸泡一定时间，然后在加热脱除残留粘结剂⏹烧结⏹为了得到最大的烧结密度，使烧结制品所含的杂质最小，烧结参数显得十分重要。
烧结参数包括烧结气氛、最高烧结温度和烧结时间。
⏹如果烧结的温度分布不均匀，不同部分放置的零件密度将有差异．⏹脱粘坯在高温烧结后，有需要时，可进行后续加工，使零件达到要求的物理，化学，力学和使用等性能要求．⏹粉末注射成型技术是热塑性塑料注射成型、金属压铸成型和传统粉末冶金成型技术的结合。
根据近年来的发展趋势，在获得近净尺寸和成型较小尺寸及复杂外形与表面的制品上，传统加工工艺无法实现，而粉末注射成型方法得到了很好的应用。
近年来，对这一技术的研究和应用方兴未艾，市场前景也非常广阔。
但该工艺涉及的步骤多，对成型不同产品而言，还需要设定不同的工艺参数，因而仍然需要不断摸索，加强与其他学科的密切合作。
⏹⏹粒度与电位bio⏹常见粒度分析方法⏹统计方法⏹代表性强, 动态范围宽⏹分辨率低⏹筛分方法38微米--⏹沉降方法⏹0.01-300微米⏹光学方法⏹0.001-3500微⏹非统计方法⏹分辨率高⏹代表性差, 动态范围窄⏹重复性差⏹显微镜方法⏹光学1微米--⏹电子0.001微米--⏹电域敏感法⏹0.5-1200⏹光学方法⏹激光衍射方法( 0.02-3500微米)⏹PCS 光子相关光谱方法( 0.001-6000纳米)⏹光阻方法(0.01-250微米)⏹⏹检测难点小粒子信号非常弱样品浓度与多重散射新一代纳米粒度及电位分析仪●2003年5月全新推出Nano系列●多种组合: 粒度，电位，检测角度，自动滴定系统●ZS: 173度检测，0.6-6000nm特点:1.高灵敏度APD检测器2.最新技术相关器:3.非侵入式背散射专利(NIBS):提高灵敏度,宽浓度范围4.M3专利5.新一代PALS技术6.新一代专利折叠式毛细管样品池7.可与自动滴定系统组成在线分析提高灵敏度●通常牺牲准确性，用增加激光能量来提高散射光强度使用高能量激光器的缺点●增加样品吸光度会导致样品发热，破坏稳定性●不可预测的安全限量●增加成本最好的方法是使用高灵敏监测器提高计数率●马尔文推出新型光子－电子计数器检测器(new generation of a valanche p hoto d iodes(APD’s)优越性：提高灵敏度,至少20倍(比传统PM-光电背增管检测器)可在极低浓度下测量，不需增加激光能量避免热扰动效应，保证结果准确延长仪器使用寿命，降低故障率雪崩式光子－电子计数检测器●固态二极管检测器(Solid state diode detectors)当光子撞击时，产生了电子空穴对产生的高压加速了电子运动被加速的电子获的足够的能量进一步导致电离度的增加，如同雪崩一样。
最初的光子能雪崩式产生大量的约106 电子这个数量级远大于普通的光电备增器( photomultiplier detector)因此有了新一代的雪崩式光子－电子计数器检测器核心部件: 相关器●最新一代相关器>4000通道, 最小采样时间为25纳秒(前一代512通道,最小采样时间为50纳秒)可提供更准确的结果非侵入式背散射- NIBS专利●新型专利技术-- 非侵入式背散射专利(NIBS) NIBS - Non-Invasive Back-Scatter检测角度: 173°可大大提高信噪比,灵敏度比90度角提高50倍(因为背景噪音主要为大粒子,信号主要在小角度可自动调节样品池位置,在高浓度时可消除多重散射,所以样品浓度范围可以很宽:0.1PPM-40%光纤探测精确确定样品池内的测量部位增大散射体积提高测量粒径上限测量低浓度小颗粒的灵敏度增高0.1mg/mL的溶解酵素(14,400Da)测量高浓度乳液不用稀释40wt%的硅胶Zeta 电位是一个粒子在特定介质中获得的全部电荷，它不同与表面电荷Zeta电位可判断分散体系的稳定性pH, 盐浓度和其它添加剂可改变分散体系中粒子的Zeta电位，由此可研究分散体系的稳定性的机理。
Zeta电位越高，稳定性越好。
主要检测方法:1.声波方式:a.测的是动态迁移率,需经换算才可得到,但换算需大量参数: Sound speed ,Heat capacity,Density,Viscosity , V olumetric thermal expansion coefficient,particle sizeb. 样品与介质的密度一定要差别大,不然测不出,所以这种方法不适合一般乳液,微乳液等,但适合于矿物,陶瓷浆料等2.电泳方式只能加低电压,分辨率不好最新的技术●M3专利，电场快速，慢速交替变化，可以得到更准确，更高分辨率的结果。
●PALS专利，检测相位的变化，灵敏度远远高过传统的检测频率变化●M3技术可以提供非常好的分辨率, 达1MVZeta电位测量:折叠毛细管样品●世界上首个折叠毛细管Zeta电位测量样品池●这种包含电极的一次性样品池,不用清洁与维护,不存在样品交叉污染与沉结.也可用于同类样品的多次测量•也可用于颗粒度测量•样品池的紧密吻合设计保证无漏接触.当与选项的MPT自动滴定仪联用时成为自动滴定测量的一部分•由于不可能存在样品交叉污染与沉结,测量比使用普通的样品池更可靠+30mV 或－30mV 可看作稳定不稳定的分界线•> 30 mV, 和< -30mV 认为是稳定态影响ZETA 电位的因素1.pH 要了解影响分散体系稳定性的因素, 就要了解下列因素怎样影响Zeta 电位及粒径变化的2.电导率3.添加剂浓度这需要作大量的实验，如果使用自动滴定器，这些变化就会重复出现，提高研究效率MPT-2 自动滴定器的特点●The MPT-2 专为Zetasizer 设计 2.内存标准自动操作程序Titrator OperatingProcedures (TOP’s) 3. 3 个独立的进样系统4. 高效，低成本 5.小体积6.完全匹配7.操作简单，参数可选，结果可靠8按程序自动从酸到碱到盐变化9许多用户都配置了自动滴定系统10精确滴定11轻松使用，维护简单12软，硬件色彩标记显著13内置专家建议方案14滴定精度0.3微升15用户要自已动手的部件降到最少16且可在几分钟更换7操作简单，18专家帮助实时出现三种滴定方式pH 滴定:滴加酸或碱电导滴定:以浓度对数形式的步幅滴加盐添加剂滴定；以设定步幅线性滴加盐和其它添加剂其他特点:1. 控温范围: 2-90 C2. 可自动研究随时间或温度的变化趋势,特别方便科研应用.3. 可测量样品的绝对分子量4. 具有SOP(标准操作规程), 可避免人为误差,特别适合于使用人员较多的用户.粉末锻造粉末锻造工艺是20世纪60年代以后, 在工业界得到推广应用的制造高性能粉末冶金零件的技术. 是将烧结的预成形坯(或生坯)加热后, 在闭式模中锻造成零件的工艺, 是传统粉末冶金技术和精密模锻结合的一种材料加工技术. 兼有粉末冶金和精密模锻的优点. 粉末锻造的目的是为了把粉末预成形坯锻造成致密无裂纹的符合规定尺寸形状的零件. 适于制造高密度、高强度、高韧性粉末冶金零件. 已用于汽车发动机连杆、差速器小齿轮等高强度零件制造.该技术将会扩展到更多粉末冶金机械零件的制造中,并且,被锻造的材料范围也将扩大,如工具钢、钛合金、高温合金等.一、特点①制件相对密度可>98%, 克服了普通粉末冶金零件密度低的缺点.②可获得较均匀细晶组织(成分、组织), 显著提高强度和韧性, 尤其具有更高疲劳寿命, 使其物理机械性能接近、达到、甚至超过普通锻件水平.③保持了普通粉末冶金少、无切削工艺的优点. (near net shape)④通过合理设计预成形坯可实现少、无飞边锻造.⑤成型精确, 尺寸公差通常在±0.2%范围内; 表面粗糙度低; 材料利用率高, 可>90%.⑥锻造能量低.⑦模具寿命长(与普通模锻比较);⑧成本相对低(基本无切削和其他后续机械加工,节约机加工和安装成本);投资相对少.二、分类粉末冷锻: 预成形坯烧结+冷锻造.粉末热锻: 粉末锻造、烧结锻造、锻造烧结.三、粉末锻造的关键技三、粉末锻造的关键技术(一) 粉末原料选择材质选择、粉末类型、杂质含量、粒度分布、预合金化程度等.①材料类型低合金钢: 镍钢、镍铜钢、铬镍钢、铬镍钼钢、铬锰钼钢、铜钼钢、钼钢、锰钼钢、镍钼钢、铬钢、锰铜钼钢、碳钢等;高合金钢: 高速工具钢、不锈钢、耐热钢、超高强度钢.有色金属: 铝合金、钛合金、高温合金.预合金钢粉末锻件比混合粉末锻件具有更好的综合性能.②杂质氧含量、氧化物形态及其分布.氧含量高—断裂韧性K IC降低、钢件淬透性显著下降(孕育期缩短、临界冷速增大).减少预合金粉末氧含量及氧化夹杂非常重要, (制粉工艺、还原).(二) 预成形坯的设计预成形坯形状：①形状简单—零件主要轮廓在锻造中形成—用于零件形状有利于材料横向流动的制件；锻造过程中材料的致密化、变形和断裂主要取决于预成形坯的设计, 包括预成形坯的形状、尺寸、密度和质量的设计.综合考虑可锻性、形状复杂程度、变形特性、锻模磨损、成本等.②坯形状和锻件相似—锻造时变形主要是轴向压缩, 材料横向流动很小(模具磨损小) —对不利于材料横向流动的零件.●坯相对密度: 锻钢选70%～85%; 铝合金～90% .●重量: 生产无飞边锻件时, 坯质量偏差控制在±0.5%(零件重量).●按预成形坯形状和锻模结构, 粉末热锻可分为:热复压有限飞边模锻无飞边闭式模锻.粉末热锻最关键的因素是重量控制. 因为一般采用闭模锻, 不会有多余的材料被挤出.(三) 锻模设计和使用寿命(四) 锻造工艺条件多孔坯的可锻性(材质、杂质、形状、密度)、锻造压力、锻造温度、锻模温度、润滑及冷却等.锻造初期, 所需压力相对小、密度增加快; 后期, 封闭的孔隙阻碍金属流动, 所需压力增加很快.一定温度以下, 压力随锻造温度升高而降低; 超过此温度后, 所需压力几乎不受温度影响. 对于铁粉, 该温度约900℃.锻模温度、润滑及冷却状态对锻件质量和锻模寿命影响很大. 胶体石墨水剂、二硫化钼油剂.(五) 后续处理烧结(复烧)、机加工、热处理。