ISO 10070:2019
(Main)Metallic powders — Determination of envelope-specific surface area from measurements of the permeability to air of a powder bed under steady-state flow conditions
Metallic powders — Determination of envelope-specific surface area from measurements of the permeability to air of a powder bed under steady-state flow conditions
This document specifies a method of measuring the air permeability and the porosity of a packed bed of metal powder, and of deriving therefrom the value of the envelope-specific surface area. The permeability is determined under steady-state flow conditions, using a laminar flow of air at a pressure near atmospheric. This document does not include the measurement of permeability by a constant volume method. Several different methods have been proposed for this determination, and several test devices are available commercially. They give similar, reproducible results, provided that the general instructions given in this document are respected, and the test parameters are identical. This document does not specify a particular commercial test device and corresponding test procedure. However, for the convenience of the user, an informative annex has been included (see Annex A) which is intended to give some practical information on three specific methods: — the Lea and Nurse method, involving a test device which can be built in a laboratory (see A.1); — the Zhang Ruifu method, using a similar test device (see A.2); — the Gooden and Smith method, involving a test device which can be built in a laboratory but for which a commercial test device also exists. (Two types of commercial test device exist; one of these is no longer available for purchase, but is still being used, see A.3.) These methods are given as examples only. Other test devices available in various countries are acceptable within the scope of this document. This testing method is applicable to all metallic powders, including powders for hardmetals, up to 1 000 µm in diameter, but it is generally used for particles having diameters between 0,2 µm and 75,0 µm. It is not intended to be used for powders composed of particles whose shape is far from equiaxial, i.e. flakes or fibres, unless specifically agreed upon between the parties concerned. This testing method is not applicable to mixtures of different metallic powders or powders containing binders or lubricant. If the powder contains agglomerates, the measured surface area can be affected by the degree of agglomeration. If the powder is subjected to a de-agglomeration treatment (see Annex B), the method used is to be agreed upon between the parties concerned.
Poudres métalliques — Détermination de la surface spécifique d'enveloppe à partir de mesures de la perméabilité à l'air d'un lit de poudre dans des conditions d'écoulement permanent
Le présent document spécifié une méthode de mesure de la perméabilité à l'air et de la porosité d'un lit de poudre métallique tassé, et permettant de déduire une valeur de la surface spécifique d'enveloppe. La perméabilité est déterminée dans des conditions d'écoulement permanent, à l'aide d'un débit d'air laminaire à une pression voisine de la pression atmosphérique. Le présent document ne traite pas de la mesure de la perméabilité à volume constant. Plusieurs méthodes sont proposées pour remplir l'objectif fixé. De nombreux appareils d'essai, disponibles dans le commerce, permettent de mener à bien la détermination. Ces appareils d'essai donnent des résultats similaires et reproductibles dans la mesure où les instructions générales données dans le présent document sont respectées et où les paramètres d'essai identiques. II n'est pas possible, dans le présent document, de se limiter à un appareil d'essai du commerce particulier et au mode opératoire d'essai correspondant. En vue d'aider néanmoins l'utilisateur, une annexe est prévue (voir Annexe A) pour donner des renseignements pratiques sur trois méthodes spécifiques: — la méthode Lea et Nurse, impliquant un appareil d'essai conçu en laboratoire (voir A.1); — la méthode Zhang Ruifu, utilisant un appareil d'essai similaire (voir A.2); — la méthode Gooden et Smith impliquant un appareil d'essai qui peut être conçu en laboratoire, mais correspond aussi à un modèle du commerce. (Deux types d'appareil d'essai du commerce existent; l'un d'eux n'est plus disponible à l'achat, mais est toujours utilisé, voir A.3. Ces méthodes sont données uniquement à titre d'exemple, mais n'excluent pas l'emploi d'autres matériels commercialisés dans certains pays et conformes au présent document. La méthode d'essai est applicable à toutes les poudres métalliques, y compris les poudres de métaux durs, jusqu'à 1 000 μm de diamètre, mais est généralement réservée aux particules de diamètre comprises entre 0,2 et 75 μm. Elle n'est pas destinée à être utilisée pour les poudres composées de particules dont la forme s'écarte trop de I'équiaxialité, par exemple du type flocons ou fibres. Dans ce cas, il est admis de ne l'utiliser qu'avec le consentement de toutes les parties concernées. La méthode d'essai n'est pas utilisable pour les mélanges de poudres métalliques différentes ou de poudres renfermant des liants ou lubrifiants. Lorsque la poudre contient des agglomérats, la surface mesurée peut être affectée par le degré d'agglomération. Si la poudre est soumise à un traitement de désagglomération (voir Annexe B), la méthode utilisée doit être subordonnée à l'accord des parties concernées.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10070
Second edition
2019-12
Metallic powders — Determination of
envelope-specific surface area from
measurements of the permeability to
air of a powder bed under steady-state
flow conditions
Poudres métalliques — Détermination de la surface spécifique
d'enveloppe à partir de mesures de la perméabilité à l'air d'un lit de
poudre dans des conditions d'écoulement permanent
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 3
5 General principles . 4
5.1 Permeability . 4
5.2 Carman-Arnell and Kozeny-Carman formulae . 4
5.3 General . 5
5.4 Envelope density . 5
6 Procedure. 6
6.1 Preparation of test portion . 6
6.2 Preparation of packed powder bed . 6
6.3 Determination . 6
7 Expression of results . 6
8 Test report . 7
Annex A (informative) Examples of methods of determining the permeability to air of a
powder bed . 8
Annex B (informative) Preliminary treatment of powder for de-agglomeration .17
Bibliography .18
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www .iso .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 119, Powder metallurgy, Subcommittee
SC 2, Sampling and testing methods for powders (including powders for hardmetals).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10070:1991), which has been technically
revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— introduction of an automated test device based on the Gooden and Smith method, including
procedure and calibration.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2019 – All rights reserved
Introduction
The measurement of the permeability of a packed powder bed to a laminar gas flow is the basis of this
document. The determination can be made either at constant pressure drop (steady-state flow) or at
variable pressure drop (constant volume). This document deals only with determinations made under
steady-state flow conditions.
The permeability measured is influenced by the porosity of the powder bed. For a given particle shape,
the values of permeability and porosity can be used to calculate a specific surface area of the powder by
means of different formulae.
The surface area so calculated includes only those walls of the pores in the powder bed which are swept
by the gas flow. It does not take into account closed or blind pores. It is known as the envelope-specific
surface area. It can be very different from the total surface area of particles as measured, for instance,
by gas adsorption methods.
A single equation is used in the standard methods described in this document. It entails certain
limitations with respect to the type of powder (particle shape) and the porosity of the powder bed for
which the method is applicable. Consequently, this is not an absolute method, and the value obtained
depends upon the procedure used and the assumptions made.
The specific surface area determined can be converted into a mean equivalent spherical diameter (see
Clause 3).
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10070:2019(E)
Metallic powders — Determination of envelope-specific
surface area from measurements of the permeability to air
of a powder bed under steady-state flow conditions
1 Scope
This document specifies a method of measuring the air permeability and the porosity of a packed
bed of metal powder, and of deriving therefrom the value of the envelope-specific surface area. The
permeability is determined under steady-state flow conditions, using a laminar flow of air at a pressure
near atmospheric. This document does not include the measurement of permeability by a constant
volume method.
Several different methods have been proposed for this determination, and several test devices are
available commercially. They give similar, reproducible results, provided that the general instructions
given in this document are respected, and the test parameters are identical.
This document does not specify a particular commercial test device and corresponding test procedure.
However, for the convenience of the user, an informative annex has been included (see Annex A) which
is intended to give some practical information on three specific methods:
— the Lea and Nurse method, involving a test device which can be built in a laboratory (see A.1);
— the Zhang Ruifu method, using a similar test device (see A.2);
— the Gooden and Smith method, involving a test device which can be built in a laboratory but for
which a commercial test device also exists. (Two types of commercial test device exist; one of these
is no longer available for purchase, but is still being used, see A.3.)
These methods are given as examples only. Other test devices available in various countries are
acceptable within the scope of this document.
This testing method is applicable to all metallic powders, including powders for hardmetals, up to
1 000 µm in diameter, but it is generally used for particles having diameters between 0,2 µm and
75,0 µm. It is not intended to be used for powders composed of particles whose shape is far from
equiaxial, i.e. flakes or fibres, unless specifically agreed upon between the parties concerned.
This testing method is not applicable to mixtures of different metallic powders or powders containing
binders or lubricant.
If the powder contains agglomerates, the measured surface area can be affected by the degree of
agglomeration. If the powder is subjected to a de-agglomeration treatment (see Annex B), the method
used is to be agreed upon between the parties concerned.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3954, Powders for powder metallurgical purposes — Sampling
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
envelope density
mass of a powder bed divided by its envelope volume (3.3)
Note 1 to entry: The envelope density may be less than the solid density when particles contain pores that do not
contribute to the gas flow through the powder bed.
3.2
envelope-specific surface area
specific surface area of a powder as determined by gas permeametry
3.3
envelope volume
volume occupied by the particles in a powder bed, excluding the volume of the interstices (3.5)
Note 1 to entry: In permeametry, the envelope volume comprises the volume of the solid matter plus the volume
of all the pores which do not contribute to gas flow (closed pores, blind pores, micropores, surface micropores,
surface roughness, etc.). Since this volume cannot be measured by any known method, it is taken, for the purposes
of this document, as being equal to the effective volume, as determined by pyknometry.
3.4
equivalent sphere diameter
diameter of theoretical non-porous spherical particles of identical size, with which the same method
of permeametry as that used for the powder under examination would give the same volume-specific
surface area (3.9)
3.5
interstices
spaces between particles in a powder bed, through which the air flows
3.6
mass-specific surface area
surface area of a powder divided by its mass
Note 1 to entry: This area depends on the type of method used for its determination.
3.7
permeability
ability of a porous material to allow a fluid to flow through it
Note 1 to entry: to entry In this document, the fluid used is dry air.
3.8
permeable porosity
volume of interstices (3.5) divided by the volume of the powder bed
3.9
volume-specific surface area
surface area of a powder divided by its effective volume (i.e.
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10070
Second edition
2019-12
Metallic powders — Determination of
envelope-specific surface area from
measurements of the permeability to
air of a powder bed under steady-state
flow conditions
Poudres métalliques — Détermination de la surface spécifique
d'enveloppe à partir de mesures de la perméabilité à l'air d'un lit de
poudre dans des conditions d'écoulement permanent
Reference number
©
ISO 2019
© ISO 2019
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
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Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 3
5 General principles . 4
5.1 Permeability . 4
5.2 Carman-Arnell and Kozeny-Carman formulae . 4
5.3 General . 5
5.4 Envelope density . 5
6 Procedure. 6
6.1 Preparation of test portion . 6
6.2 Preparation of packed powder bed . 6
6.3 Determination . 6
7 Expression of results . 6
8 Test report . 7
Annex A (informative) Examples of methods of determining the permeability to air of a
powder bed . 8
Annex B (informative) Preliminary treatment of powder for de-agglomeration .17
Bibliography .18
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www .iso .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 119, Powder metallurgy, Subcommittee
SC 2, Sampling and testing methods for powders (including powders for hardmetals).
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10070:1991), which has been technically
revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— introduction of an automated test device based on the Gooden and Smith method, including
procedure and calibration.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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Introduction
The measurement of the permeability of a packed powder bed to a laminar gas flow is the basis of this
document. The determination can be made either at constant pressure drop (steady-state flow) or at
variable pressure drop (constant volume). This document deals only with determinations made under
steady-state flow conditions.
The permeability measured is influenced by the porosity of the powder bed. For a given particle shape,
the values of permeability and porosity can be used to calculate a specific surface area of the powder by
means of different formulae.
The surface area so calculated includes only those walls of the pores in the powder bed which are swept
by the gas flow. It does not take into account closed or blind pores. It is known as the envelope-specific
surface area. It can be very different from the total surface area of particles as measured, for instance,
by gas adsorption methods.
A single equation is used in the standard methods described in this document. It entails certain
limitations with respect to the type of powder (particle shape) and the porosity of the powder bed for
which the method is applicable. Consequently, this is not an absolute method, and the value obtained
depends upon the procedure used and the assumptions made.
The specific surface area determined can be converted into a mean equivalent spherical diameter (see
Clause 3).
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10070:2019(E)
Metallic powders — Determination of envelope-specific
surface area from measurements of the permeability to air
of a powder bed under steady-state flow conditions
1 Scope
This document specifies a method of measuring the air permeability and the porosity of a packed
bed of metal powder, and of deriving therefrom the value of the envelope-specific surface area. The
permeability is determined under steady-state flow conditions, using a laminar flow of air at a pressure
near atmospheric. This document does not include the measurement of permeability by a constant
volume method.
Several different methods have been proposed for this determination, and several test devices are
available commercially. They give similar, reproducible results, provided that the general instructions
given in this document are respected, and the test parameters are identical.
This document does not specify a particular commercial test device and corresponding test procedure.
However, for the convenience of the user, an informative annex has been included (see Annex A) which
is intended to give some practical information on three specific methods:
— the Lea and Nurse method, involving a test device which can be built in a laboratory (see A.1);
— the Zhang Ruifu method, using a similar test device (see A.2);
— the Gooden and Smith method, involving a test device which can be built in a laboratory but for
which a commercial test device also exists. (Two types of commercial test device exist; one of these
is no longer available for purchase, but is still being used, see A.3.)
These methods are given as examples only. Other test devices available in various countries are
acceptable within the scope of this document.
This testing method is applicable to all metallic powders, including powders for hardmetals, up to
1 000 µm in diameter, but it is generally used for particles having diameters between 0,2 µm and
75,0 µm. It is not intended to be used for powders composed of particles whose shape is far from
equiaxial, i.e. flakes or fibres, unless specifically agreed upon between the parties concerned.
This testing method is not applicable to mixtures of different metallic powders or powders containing
binders or lubricant.
If the powder contains agglomerates, the measured surface area can be affected by the degree of
agglomeration. If the powder is subjected to a de-agglomeration treatment (see Annex B), the method
used is to be agreed upon between the parties concerned.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3954, Powders for powder metallurgical purposes — Sampling
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
envelope density
mass of a powder bed divided by its envelope volume (3.3)
Note 1 to entry: The envelope density may be less than the solid density when particles contain pores that do not
contribute to the gas flow through the powder bed.
3.2
envelope-specific surface area
specific surface area of a powder as determined by gas permeametry
3.3
envelope volume
volume occupied by the particles in a powder bed, excluding the volume of the interstices (3.5)
Note 1 to entry: In permeametry, the envelope volume comprises the volume of the solid matter plus the volume
of all the pores which do not contribute to gas flow (closed pores, blind pores, micropores, surface micropores,
surface roughness, etc.). Since this volume cannot be measured by any known method, it is taken, for the purposes
of this document, as being equal to the effective volume, as determined by pyknometry.
3.4
equivalent sphere diameter
diameter of theoretical non-porous spherical particles of identical size, with which the same method
of permeametry as that used for the powder under examination would give the same volume-specific
surface area (3.9)
3.5
interstices
spaces between particles in a powder bed, through which the air flows
3.6
mass-specific surface area
surface area of a powder divided by its mass
Note 1 to entry: This area depends on the type of method used for its determination.
3.7
permeability
ability of a porous material to allow a fluid to flow through it
Note 1 to entry: to entry In this document, the fluid used is dry air.
3.8
permeable porosity
volume of interstices (3.5) divided by the volume of the powder bed
3.9
volume-specific surface area
surface area of a powder divided by its effective volume (i.e.
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10070
Deuxième édition
2019-12
Poudres métalliques — Détermination
de la surface spécifique d'enveloppe à
partir de mesures de la perméabilité
à l'air d'un lit de poudre dans des
conditions d'écoulement permanent
Metallic powders — Determination of envelope-specific surface area
from measurements of the permeability to air of a powder bed under
steady-state flow conditions
Numéro de référence
©
ISO 2019
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 3
5 Principes généraux . 4
5.1 Perméabilité . 4
5.2 Équations de Carman-Arnell et Kozeny-Carman . 4
5.3 Généralités . 5
5.4 Masse volumique de I'enveloppe . 6
6 Mode opératoire. 6
6.1 Préparation de la prise d'essai . 6
6.2 Préparation du lit de poudre tassé . 6
6.3 Détermination . 7
7 Expression des résultats. 7
8 Rapport d’essai . 7
Annexe A (informative) Exemples de méthodes de détermination de la perméabilité à l’air
d’un lit de poudre . 8
Annexe B (informative) Traitements préliminaires de désagglomération de la poudre .18
Bibliographie .19
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L'élaboration des Normes internationales est
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de
faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales
et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO, participent également aux travaux. L'ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la
normalisation électrotechnique.
Les modes opératoires utilisés pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour
sont décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note de
l’ensemble des critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent
document a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC,
Partie 2 (voir www .iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
à titre d’informations pour faciliter la tâche de l’utilisateur et ne sauraient en aucun cas constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l'Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 119, Métallurgie des poudres, Sous-
comité SC 2, Échantillonnage et méthodes d'essais des poudres (y compris les poudres pour métaux durs).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10070:1991) qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— introduction d'un appareil d’essai automatique reposant sur la méthode Gooden et Smith, mode
opératoire et étalonnage compris.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
Introduction
La mesure de la perméabilité d'un lit de poudre tassé à un courant de gaz laminaire constitue la base du
présent document. La détermination peut se faire à perte de charge constante (écoulement permanent)
ou à perte de charge variable (volume constant). Le présent document ne traite que des déterminations
effectuées dans des conditions d'écoulement permanent.
La perméabilité mesurée dépend de la porosité du lit de poudre. Pour une forme donnée de particule, on
peut se servir des valeurs de perméabilité et de porosité pour calculer, à l’aide d’équations de différents
types, la surface spécifique de la poudre.
L'aire ainsi calculée n'englobe que les parois des pores du lit de poudre balayés par le courant gazeux.
Elle ne tient pas compte des pores fermés ou borgnes. Elle se définit comme la surface spécifique
d'enveloppe. Elle peut être très différente de la surface totale mesurée des particules, par exemple, par
les méthodes d'adsorption de gaz.
Les méthodes normalisées décrites dans le présent document ne se fondent que sur une seule équation,
et fixent certaines limites quant au type de poudre (forme des particules) et à la porosité du lit auquel
elles se rapportent. Ce ne sont donc pas des méthodes absolues, et le résultat qu'elles donnent dépend
du mode opératoire et des hypothèses retenues.
Une fois déterminée, la surface spécifique peut être convertie en diamètre sphérique moyen équivalent
(voir Article 3).
NORME INTERNATIONALE ISO 10070:2019(F)
Poudres métalliques — Détermination de la surface
spécifique d'enveloppe à partir de mesures de la
perméabilité à l'air d'un lit de poudre dans des conditions
d'écoulement permanent
1 Domaine d'application
Le présent document spécifié une méthode de mesure de la perméabilité à l'air et de la porosité d'un lit
de poudre métallique tassé, et permettant de déduire une valeur de la surface spécifique d'enveloppe.
La perméabilité est déterminée dans des conditions d'écoulement permanent, à l'aide d'un débit d'air
laminaire à une pression voisine de la pression atmosphérique. Le présent document ne traite pas de la
mesure de la perméabilité à volume constant.
Plusieurs méthodes sont proposées pour remplir l'objectif fixé. De nombreux appareils d’essai,
disponibles dans le commerce, permettent de mener à bien la détermination. Ces appareils d’essai
donnent des résultats similaires et reproductibles dans la mesure où les instructions générales données
dans le présent document sont respectées et où les paramètres d'essai identiques.
II n'est pas possible, dans le présent document, de se limiter à un appareil d’essai du commerce
particulier et au mode opératoire d'essai correspondant. En vue d’aider néanmoins l'utilisateur, une
annexe est prévue (voir Annexe A) pour donner des renseignements pratiques sur trois méthodes
spécifiques:
— la méthode Lea et Nurse, impliquant un appareil d’essai conçu en laboratoire (voir A.1);
— la méthode Zhang Ruifu, utilisant un appareil d’essai similaire (voir A.2);
— la méthode Gooden et Smith impliquant un appareil d’essai qui peut être conçu en laboratoire, mais
correspond aussi à un modèle du commerce. (Deux types d'appareil d’essai du commerce existent;
l'un d'eux n'est plus disponible à l'achat, mais est toujours utilisé, voir A.3.
Ces méthodes sont données uniquement à titre d'exemple, mais n'excluent pas l'emploi d'autres
matériels commercialisés dans certains pays et conformes au présent document.
La méthode d'essai est applicable à toutes les poudres métalliques, y compris les poudres de métaux
durs, jusqu'à 1 000 μm de diamètre, mais est généralement réservée aux particules de diamètre
comprises entre 0,2 et 75 μm. Elle n'est pas destinée à être utilisée pour les poudres composées de
particules dont la forme s'écarte trop de I'équiaxialité, par exemple du type flocons ou fibres. Dans ce
cas, il est admis de ne l'utiliser qu’avec le consentement de toutes les parties concernées.
La méthode d'essai n'est pas utilisable pour les mélanges de poudres métalliques différentes ou de
poudres renfermant des liants ou lubrifiants.
Lorsque la poudre contient des agglomérats, la surface mesurée peut être affectée par le degré
d'agglomération. Si la poudre est soumise à un traitement de désagglomération (voir Annexe B), la
méthode utilisée doit être subordonnée à l'accord des parties concernées.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 3954, Poudres pour emploi en métallurgie des poudres — Échantillonnage
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
masse volumique de l'enveloppe
quotient de la masse d'un lit de poudre par son volume de l'enveloppe (3.3)
Note 1 à l'article: La masse volumique de I'enveloppe peut être inférieure à la masse volumique du solide si les
particules renferment des pores qui ne contribuent pas au passage du gaz à travers le lit de poudre.
3.2
surface spécifique de l'enveloppe
aire de la surface spécifique d'une poudre déterminée par perméamétrie gazeuse
3.3
volume de l'enveloppe
volume occupé par les particules dans un lit de poudre, sans tenir compte du volume des interstices (3.5)
Note 1 à l'article: En perméamétrie, le volume de I'enveloppe comprend le volume des matières solides a
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10070
Deuxième édition
2019-12
Poudres métalliques — Détermination
de la surface spécifique d'enveloppe à
partir de mesures de la perméabilité
à l'air d'un lit de poudre dans des
conditions d'écoulement permanent
Metallic powders — Determination of envelope-specific surface area
from measurements of the permeability to air of a powder bed under
steady-state flow conditions
Numéro de référence
©
ISO 2019
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 3
5 Principes généraux . 4
5.1 Perméabilité . 4
5.2 Équations de Carman-Arnell et Kozeny-Carman . 4
5.3 Généralités . 5
5.4 Masse volumique de I'enveloppe . 6
6 Mode opératoire. 6
6.1 Préparation de la prise d'essai . 6
6.2 Préparation du lit de poudre tassé . 6
6.3 Détermination . 7
7 Expression des résultats. 7
8 Rapport d’essai . 7
Annexe A (informative) Exemples de méthodes de détermination de la perméabilité à l’air
d’un lit de poudre . 8
Annexe B (informative) Traitements préliminaires de désagglomération de la poudre .18
Bibliographie .19
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L'élaboration des Normes internationales est
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de
faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales
et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO, participent également aux travaux. L'ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la
normalisation électrotechnique.
Les modes opératoires utilisés pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour
sont décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note de
l’ensemble des critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent
document a été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC,
Partie 2 (voir www .iso .org/ directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/ brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
à titre d’informations pour faciliter la tâche de l’utilisateur et ne sauraient en aucun cas constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l'Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 119, Métallurgie des poudres, Sous-
comité SC 2, Échantillonnage et méthodes d'essais des poudres (y compris les poudres pour métaux durs).
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10070:1991) qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:
— introduction d'un appareil d’essai automatique reposant sur la méthode Gooden et Smith, mode
opératoire et étalonnage compris.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
Introduction
La mesure de la perméabilité d'un lit de poudre tassé à un courant de gaz laminaire constitue la base du
présent document. La détermination peut se faire à perte de charge constante (écoulement permanent)
ou à perte de charge variable (volume constant). Le présent document ne traite que des déterminations
effectuées dans des conditions d'écoulement permanent.
La perméabilité mesurée dépend de la porosité du lit de poudre. Pour une forme donnée de particule, on
peut se servir des valeurs de perméabilité et de porosité pour calculer, à l’aide d’équations de différents
types, la surface spécifique de la poudre.
L'aire ainsi calculée n'englobe que les parois des pores du lit de poudre balayés par le courant gazeux.
Elle ne tient pas compte des pores fermés ou borgnes. Elle se définit comme la surface spécifique
d'enveloppe. Elle peut être très différente de la surface totale mesurée des particules, par exemple, par
les méthodes d'adsorption de gaz.
Les méthodes normalisées décrites dans le présent document ne se fondent que sur une seule équation,
et fixent certaines limites quant au type de poudre (forme des particules) et à la porosité du lit auquel
elles se rapportent. Ce ne sont donc pas des méthodes absolues, et le résultat qu'elles donnent dépend
du mode opératoire et des hypothèses retenues.
Une fois déterminée, la surface spécifique peut être convertie en diamètre sphérique moyen équivalent
(voir Article 3).
NORME INTERNATIONALE ISO 10070:2019(F)
Poudres métalliques — Détermination de la surface
spécifique d'enveloppe à partir de mesures de la
perméabilité à l'air d'un lit de poudre dans des conditions
d'écoulement permanent
1 Domaine d'application
Le présent document spécifié une méthode de mesure de la perméabilité à l'air et de la porosité d'un lit
de poudre métallique tassé, et permettant de déduire une valeur de la surface spécifique d'enveloppe.
La perméabilité est déterminée dans des conditions d'écoulement permanent, à l'aide d'un débit d'air
laminaire à une pression voisine de la pression atmosphérique. Le présent document ne traite pas de la
mesure de la perméabilité à volume constant.
Plusieurs méthodes sont proposées pour remplir l'objectif fixé. De nombreux appareils d’essai,
disponibles dans le commerce, permettent de mener à bien la détermination. Ces appareils d’essai
donnent des résultats similaires et reproductibles dans la mesure où les instructions générales données
dans le présent document sont respectées et où les paramètres d'essai identiques.
II n'est pas possible, dans le présent document, de se limiter à un appareil d’essai du commerce
particulier et au mode opératoire d'essai correspondant. En vue d’aider néanmoins l'utilisateur, une
annexe est prévue (voir Annexe A) pour donner des renseignements pratiques sur trois méthodes
spécifiques:
— la méthode Lea et Nurse, impliquant un appareil d’essai conçu en laboratoire (voir A.1);
— la méthode Zhang Ruifu, utilisant un appareil d’essai similaire (voir A.2);
— la méthode Gooden et Smith impliquant un appareil d’essai qui peut être conçu en laboratoire, mais
correspond aussi à un modèle du commerce. (Deux types d'appareil d’essai du commerce existent;
l'un d'eux n'est plus disponible à l'achat, mais est toujours utilisé, voir A.3.
Ces méthodes sont données uniquement à titre d'exemple, mais n'excluent pas l'emploi d'autres
matériels commercialisés dans certains pays et conformes au présent document.
La méthode d'essai est applicable à toutes les poudres métalliques, y compris les poudres de métaux
durs, jusqu'à 1 000 μm de diamètre, mais est généralement réservée aux particules de diamètre
comprises entre 0,2 et 75 μm. Elle n'est pas destinée à être utilisée pour les poudres composées de
particules dont la forme s'écarte trop de I'équiaxialité, par exemple du type flocons ou fibres. Dans ce
cas, il est admis de ne l'utiliser qu’avec le consentement de toutes les parties concernées.
La méthode d'essai n'est pas utilisable pour les mélanges de poudres métalliques différentes ou de
poudres renfermant des liants ou lubrifiants.
Lorsque la poudre contient des agglomérats, la surface mesurée peut être affectée par le degré
d'agglomération. Si la poudre est soumise à un traitement de désagglomération (voir Annexe B), la
méthode utilisée doit être subordonnée à l'accord des parties concernées.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 3954, Poudres pour emploi en métallurgie des poudres — Échantillonnage
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l'adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l'adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
masse volumique de l'enveloppe
quotient de la masse d'un lit de poudre par son volume de l'enveloppe (3.3)
Note 1 à l'article: La masse volumique de I'enveloppe peut être inférieure à la masse volumique du solide si les
particules renferment des pores qui ne contribuent pas au passage du gaz à travers le lit de poudre.
3.2
surface spécifique de l'enveloppe
aire de la surface spécifique d'une poudre déterminée par perméamétrie gazeuse
3.3
volume de l'enveloppe
volume occupé par les particules dans un lit de poudre, sans tenir compte du volume des interstices (3.5)
Note 1 à l'article: En perméamétrie, le volume de I'enveloppe comprend le volume des matières solides a
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.