材料密度、吸水率及气孔率的测定
一．目的
在无机非金属材料中，，有的材料内部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。
材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其它许多物性测试如颗粒粒径测试的基础数据。材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。在这些材料的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。
本实验的目的：
1．了解体积密度、气孔率等概念的物理意义；
2．掌握体积密度、气孔率的测定原理和测定方法；
3．了解体积密度、气孔率测试中误差产生的原因及防止方法，
二．原理
密度的物理意义是指单位体积物质的质量。
颗粒密度和材料吸水率、气孔率的测定都是基于阿基米德原理。将粉末浸入可润湿粉体的液体中，抽真空排除气泡，计算颗粒排除液体的体积。便可计算出颗粒的密度。当颗粒的闭气孔全部被破坏时，所测密度即为颗粒的真密度，否则为颗粒的有效密度。与此类以，可以将块体材料视为大的“颗粒”，采用类似颗粒测试的方法测定材料的吸水率、气孔率。
粉体材料的密度，可以分为颗粒的真密度，有效密度，松装密度和振实密度。测定颗粒的真密度必须采用无孔材料，一般情况下，颗粒的密度指的是颗粒的有效密度。
无机非金属材料难免含有各种类型的气孔。块体材料如水泥、陶瓷等制品，含有部分大小不同，形状各异的气孔。浸渍时能被液体填充或与大气相通的气孔称为开口气孔；不能被液体填充或不与大气相通的气孔称为闭口气孔。块体材料中固体材料的体积、开口及闭口气孔的体积之和称为总体积。材料所有开口气孔的体积与其总体积之比称为开口气孔率或显气孔率；材料所有闭口气孔的体积与材料总体积之比称为闭口气孔率；材料所有气孔的体积（开口和闭口气孔体积之和）与其总体积之比称为真气孔率。在科研和生产实际中往往采用吸水率来反映材料的显气孔率。
三．实验设备
材料密度和气孔率测定的装置如图35-1所示。
四．测试步骤
1．颗粒密度的咧定
1）洗净比重瓶，连同瓶塞一起，在110℃下烘干并置于干燥器中冷却。称取比重瓶重量m o（精确至0.001g，下同）。用细颈漏斗将被测粉末装入比重瓶中至体积的1/3，注意不要使粉末粘在瓶颈。称的其重量M s。
2）将浸液注入装有粉末的瓶内至2/3体积，盖上比重瓶盖，置入真空干燥器内。启动真空泵，抽真空至压力小于20Torr （mmHg ），在此压力下保持5分钟。
3）取出比重瓶，注满浸液，称其重量m sl 。 4）洗净比重瓶，注满浸液，称其重量m l 。
5）浸渍用液体积密度的测定：浸溃液体在测试温度下的体积密度，可以采用定体积液体称重法、液体比重天平称重法或液体比重计测量法测定。精确至0.001g/cm 3。
2．材料吸水率、气孔率的测定
1）用超声波清洗机清洗块状材料，在110℃（或在可允许的更高温度）下烘干至恒重。置于干燥器中冷却至室温。称取试样质量M l 。试样干燥至最后两次称量之差小于前一次的0.1％即为恒重。
2）将试样置于烧杯或其它清洁容器内，并放于真空干燥器内抽真空至＜20Torr ，保压5分钟，然后在5分钟内缓慢注入浸液，直至浸没试样。再保持＜20Torr 压力5分钟。将试样连同容器取出后，在空气中静置30分钟。
3）饱和试样的表观质量的测定：将饱和试样吊在天平的吊钩上，并浸入有溢流管容器的浸液中，称取饱和试样的表现质量M 2。表现质量为饱和浸液的试样在浸液中称得的质量。
4）饱和试样质量：将饱和了浸液的毛巾，小心地拭去饱和试样表面流挂的液珠（注意不可将大孔中的浸液吸出）。立即称取和试样的质量M 3。
五．数据记录与处理
1．颗粒密度的测定记录与数据处理
将测试结果结果填入表35-2。 颗粒密度p ρ的计算公式如下：
l s sl o l o
s p D m m m m m m ?----=
)
()(ρ （35-1）
式中：m o ——比重瓶重，（g ）；
m s ——（比重瓶+粉末）重，（g ）； m sl ——（比重瓶+粉末+浸液）重，（g ）； m l ——（比重瓶+浸液）重，（g ）； D l ——测试温度下，浸液的密度，（g/cm 3）；
p ρ——粉末的密度，
（g/cm 3）。 表35-2 颗粒密度测定实验记录表
2．材料吸水率、气孔率测定记录与数据处理 将测试结果结果填入表35-3。
表35-3 材料吸水率、气孔率测定实验记录表
吸水率、气孔率由下列公式计算： 1）吸水率W a ：
%10011
3?-=
M M M W a （35-2）
2）显气孔率P a ：
%1002
31
3?--=
M M M M P α （35-3）
3）体积密度D b ：
2
31
1M M D M D b -?=
（35-4）
4）真气孔率P t ：
%100?-=
t
b
t t D D D P （35-5） 5）闭气孔率P c ：
a t c P P P -= （35-6）
式中：D l ——测试温度下，浸液的密度，（g/cm 3）；
D t——试样的真密度，（g/cm3）。
六．注意事项
1．为了准确地测试颗粒的密度、吸水率和气孔率，一般每个样品应重复测试两次以上。
复测的误差应不大于：
显气孔率：0.5%；
真气孔率：0.5%；
吸水率：0.3%；
体积密度：0.01 g/cm3。
2．被测试的颗粒试样在测试前，须充分干燥并通过规定筛号的筛子。
3．在整个测试过程中，室温应基本稳定。测试用水（或其它液体）应与室温基本一致。
4．颗粒密度测定中，在开始抽真空时，应缓慢打开旋塞阀，防止气泡夹带粉末溢出。
5．整个测试操作中，不允许用手接触试样或比重瓶。
气孔率、吸水率及体积密度测定
测定陶瓷原料与坯泥在不同煅烧温度下的气孔率、吸水率、体积密度及体积收缩率，就能确定原料与坯泥的烧结温度和烧结范围，帮助制定合理的烧成温度曲线。陶瓷制品，耐火材料等的热稳定性与导热性在极大程度上取决于坯体的气孔率。因而上述项目也是制品的重要指标之一。
气孔率（孔隙度）通常分为真气孔率，显气孔率和闭口气孔率。所谓显气孔率系指试块的所有开口气孔的体积与其总体积之比值。闭口气孔率是指所有闭口气孔的体积与其总体积之比值。真气孔率是指试块中的全部气孔，即显气孔率与闭口气孔率的总和。吸水率是试块所有开口气孔所吸收的水的质量与其干燥试块的质量之比值。上述各项皆以百分数表示。体积密度是干燥试块的质量与其总体积之比，用g/cm3表示。
本实验目的，就在于掌握气孔率，吸水率及体积密度的测定方法。
一、实验原理
由上述得知，无论是气孔率或是体积密度都要求测定体积。本实验是根据阿基米德原理，用液体静力称重法来进行测定的。基本道理与真比重的测定方法相同，测定时先将试样开口空隙中空气排除，充以液体（媒介液），然后称量饱和液体的试样在空气中的重量及悬吊在液体的重量，根据公式计算得出上述各项。由于液体浮力的作用，使两次称量的差值等于被试块所排开的同体积液体，此值除以液体比重即得试块的真实体积。试块饱吸液体之前与饱吸液体之后，在空气中的二次称量差值，除以液体的比重即为试样开口孔隙所占体积，在按公式计算显气孔率时，液体
比重已被约去。
欲使试块孔隙中的空气，在短期内被液体代替，必须采取强力排气，常用煮沸法与抽真空法两种，煮沸法适用于与水不起作用的试样，与水起作用的试样和易被水分散的试块宜用抽真空的方法排除试块中的空气，用煤油浸填后，在煤油中称量，不受水影响的试块可用水浸填，在水中称量。
二、实验仪器与设备
液体静力天平(见右图)；
普通天平(感量0.01g)；
烘箱；
抽真空装置；
带有溢流管的烧杯；
煮沸用器皿；
毛刷、镊子、吊篮、小毛巾、三角
图11.1 测定开口气孔时在液体中的称量装置
架。
三、实验步骤
1) 刷净试样表面灰尘，放入电热烘箱中于105～110℃下烘干2小时或在允许的更高温度下烘干至恒值，并于干燥器中自然冷却至室温，称量试样的质量m1，精确至0.01g。试样干燥至最后两次称量之差不大于其前一次的0.1%即为恒重。
2) 试样浸渍：把试样放入容器内，并置于抽真空装置中，抽真空至剩余压力小于
20mmHg(20Torr)。试样在此真空度下保持5min，然后在5min内缓慢地注入供试样吸收的液体（工业用水或工业纯有机液体），直至试样完全淹没。再保持抽真空5min，停止抽气，将容器取出在空气中静置30min，使试样充分饱和。
3) 饱和试样表观质量测定：将饱和试样迅速移至带溢流管容器的浸液中，当浸液完全淹没试样后，将试样吊在天平的挂钩上称量，得饱和试样的表观质量m2，精确至0.01g。
表观质量系指饱和试样的质量减去被排除的液体的质量。即相当于饱和试样悬挂在液体中的质量。
4) 饱和试样质量测定：从浸液中取出试样，用饱和了液体的毛巾，小心地擦去试样表面多余的液滴（但不能把气孔中的液体吸出）。迅速称量饱和试样在空气中的质量m3，精确至0.01g。
5) 浸渍液体密度测定：测定在实验温度下所用的浸渍液体的密度，可采用液体静力称量法、液
体比重天平法或液体比重计法，精确至0.001g/cm3。
四、实验结果
(二)计算
1) 吸水率按下式计算： W a=(m3-m1)/m1×100%
2) 显气孔率按下式计算： P a=(m3-m1)/(m3-m2)×100%
3) 体积密度按下式计算： D b=m1D l/(m3-m2)
4) 真气孔率按下式计算： P t=(D t-D b)/D t
5) 闭口气孔率按下式计算： P0=P t-P a
式中 m1——干燥试样的质量(g)；
m2——饱和试样的表观质量(g)；
m3——饱和试样在空气中的质量(g)；
D l——实验温度下，浸渍液体的密度(g/cm3)；
D t——试样的真密度(g/cm3)；
“表观质量”是指饱和试样的质量减去被排除的液体的质量。即相当于饱和试样悬挂在液体中的质量。
(三)实验精度要求
同一实验室，同一实验方法，同一块试样复验误差不允许超过：
显气孔率：0.5%；
吸水率：0.30%；
体积密度：0.02g/cm3；
真气孔率：0.5%；
五、注意事项
1) 制备试样时一定要检查试样有无裂纹等缺陷。
2) 称取饱吸液体试样在空气中的质量时，用毛巾抹去表面液体操作必须前后一致。
3) 要经常检查天平零点以保证称重准确。
常用金属材料密度表
材料名称密度(克/厘米3) 灰口铸铁6.6~7.4 白口铸铁7.4~7.7 可锻铸铁7.2~7.4 铸钢7.8 工业纯铁7.87 普通碳素钢7.85 优质碳素钢7.85 碳素工具钢7.85 易切钢7.85 锰钢7.81 15CrA铬钢7.74 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.82 38CrA铬钢7.8 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 铬镍钨钢7.8 铬钼铝钢7.65 含钨9高速工具钢8.3 含钨18高速工具钢8.7 高强度合金钢7.82 轴承钢7.81 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr14、Cr17 7.7 4-0.3、4-4-4锡青铜8.9 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 7铝青铜7.8 19-2铝青铜 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 10-4-4铝青铜7.46 铍青铜8.3 3-1硅青铜8.47 1-3硅青铜8.6 1铍青铜8.8 0.5镉青铜8.9 0.5铬青铜8.9 1.5锰青铜8.8 5锰青铜8.6 白铜B5、B19、B30、BMn40-1.5 8.9 BMn3-12 8.4 BZN15-20 8.6 BA16-1.5 8.7 BA113-3 8.5 纯铝2.7 防锈铝LF2、LF43 2.68 LF3 2.67 LF5、LF10、LF11 2.65
LF6 2.64 LF21 2.73 硬铝LY1、LY2、LY4、LY6 2.76 LY3 2.73 LY7、LY8、LY10、LY11、LY14 2.8 LY9、LY12 2.78 LY16、LY17 2.84 锻铝LD2、LD30 2.7 LD4 2.7 灰铸铁 HT100～HT350 6.6--7.4 白口铸铁 S15、P08、J13等 7.4--7.7 可锻铸铁 KT30-6～KT270-2 7.2--7.4 铸钢 ZG45、ZG35CrMnSi等 7.8 工业纯铁 DT1--DT6 7.87 普通碳素钢 Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 7.85 优质碳素钢 05F、08F、15F 10、15、20、25、30、35、40、45、50 7.85 碳素工具钢 T7、T8、T9、T10、T12、T13、T7A、T8A、T9A、T10A、 T11A、T12A、T13A、T8MnA 7.85 易切钢 Y12、Y30 7.85 弹簧钢丝Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ 7.85 低碳优质钢丝 Zd、Zg 7.85 锰钢 20Mn、60Mn、65Mn 7.81 铬钢 15CrA 20Cr、30Cr、40Cr 38CrA 7.74 7.82 7.80 铬钒钢 50CrVA 7.85 铬镍钢 12CrNi3A、20CrNi3A 37CrNi3A 7.85 铬镍钼钢 40CrNiMoA 7.85 铬镍钨钢 18Cr2Ni4WA 7.8 铬钼铝钢 38CrMoA1A 7.65 铬锰硅钢 30CrMnSiA 7.85 铬锰硅镍钢 30CrMnSiNi2A 7.85 硅锰钢 60Si2nMnA 7.85 硅铬钢 70Si2CrA 7.85 高强度合金钢 GC-4、GC11 7.82 高速工具钢 W9Cr4V W18Cr4V 8.3 8.7 轴承钢 GCr15 7.81 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 Cr14、Cr17 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr18Ni11Nb 1Cr23Ni18、Cr17Ni3Mo2Ti 1Cr18Ni11Si4A1Ti 2Cr13Ni4Mn9 3Cr13Ni7Si2 7.7 7.75 7.85 7.85
材料名称密度(克/厘米3) 灰口铸铁6.6~7.4 白口铸铁7.4~7.7 可锻铸铁7.2~7.4 铸钢7.8 工业纯铁7.87 普通碳素钢7.85 优质碳素钢7.85 碳素工具钢7.85 易切钢7.85 锰钢7.81 15CrA铬钢7.74 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.82 38CrA铬钢7.8 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 铬镍钨钢7.8 铬钼铝钢7.65 含钨9高速工具钢8.3 含钨18高速工具钢8.7 高强度合金钢7.82 轴承钢7.81 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr14、Cr17 7.7 4-0.3、4-4-4锡青铜8.9 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 7铝青铜7.8 19-2铝青铜 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 10-4-4铝青铜7.46 铍青铜8.3 3-1硅青铜8.47 1-3硅青铜8.6 1铍青铜8.8 0.5镉青铜8.9 0.5铬青铜8.9 1.5锰青铜8.8 5锰青铜8.6 白铜B5、B19、B30、BMn40-1.5 8.9 BMn3-12 8.4 BZN15-20 8.6 BA16-1.5 8.7 BA113-3 8.5 纯铝2.7 防锈铝LF2、LF43 2.68
LF3 2.67 LF5、LF10、LF11 2.65 LF6 2.64 LF21 2.73 硬铝LY1、LY2、LY4、LY6 2.76 LY3 2.73 LY7、LY8、LY10、LY11、LY14 2.8 LY9、LY12 2.78 LY16、LY17 2.84 锻铝LD2、LD30 2.7 LD4 2.7 灰铸铁HT100～HT350 6.6--7.4 白口铸铁S15、P08、J13等7.4--7.7 可锻铸铁KT30-6～KT270-2 7.2--7.4 铸钢ZG45、ZG35CrMnSi等7.8 工业纯铁DT1--DT6 7.87 普通碳素钢Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 7.85 优质碳素钢05F、08F、15F 10、15、20、25、30、35、40、45、50 7.85 碳素工具钢T7、T8、T9、T10、T12、T13、T7A、T8A、T9A、T10A、T11A、T12A、T13A、T8MnA 7.85 易切钢Y12、Y30 7.85 弹簧钢丝Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ7.85 低碳优质钢丝Zd、Zg 7.85 锰钢20Mn、60Mn、65Mn 7.81 铬钢15CrA 20Cr、30Cr、40Cr 38CrA 7.74 7.82 7.80 铬钒钢50CrVA 7.85 铬镍钢12CrNi3A、20CrNi3A 37CrNi3A 7.85 铬镍钼钢40CrNiMoA 7.85 铬镍钨钢18Cr2Ni4WA 7.8 铬钼铝钢38CrMoA1A 7.65 铬锰硅钢30CrMnSiA 7.85 铬锰硅镍钢30CrMnSiNi2A 7.85 硅锰钢60Si2nMnA 7.85 硅铬钢70Si2CrA 7.85 高强度合金钢GC-4、GC11 7.82 高速工具钢W9Cr4V W18Cr4V 8.3 8.7 轴承钢GCr15 7.81 不锈钢0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 Cr14、Cr17 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr18Ni11Nb 1Cr23Ni18、Cr17Ni3Mo2Ti 1Cr18Ni11Si4A1Ti
实验5材料体积密度的测定 （1）密度梯度管法测定结晶聚合物的密度和结晶度 一、目的要求 1．用密度梯度管测定聚合物的密度，并由密度计算结晶度。 2．掌握密度梯度管法测定聚合物密度的基本原理、密度梯度的标定方法和计算结晶度的方法。 二、基本原理 聚合物密度是聚合物物理性质的一个重要指标，是判定聚合物产物、指导成型加工和探索聚集态结构与性能之间关系的一个重要数据。尤其是结晶性聚合物，密度与结晶有密切关系，而结晶度又是表征聚合物性质的重要指标。通过密度可以计算结晶度。 聚合物结晶度的测定方法很多，有X-射线衍射法、红外吸收光谱法、差热分析法、反相色谱法等，但这些方法都需要复杂的仪器设备，而用密度梯度管法测定结晶度，设备简单且数据可靠，是测定结晶度的常用方法。 密度梯度管是一个有刻度的柱形玻璃管，选用不同密度的可以互相混溶的两种液体，配制成一系列等差密度混合液，按低密度（轻液）居上，高密度（重液）居下的层次，以等体积分次地注入到柱形玻璃管中，任其自行扩散，最后构成密度自上而下逐渐递增的连续分布状态，通称密度梯度管或密度梯度拄。再将预先标定好密度玻璃球投入管中进行标定，以玻璃球的已知密度对所处高度作图，得密度梯度管的标定曲线（图15-1）确定为直线后，即可用来测定聚合物的密度。 1.000.950.900.85 图15-1乙醇-水体系密度梯度管标定曲线 密度，g /c m 3 将试样投入已标定的密度梯度管中，根据悬浮原理，试样将于某一高度处停留，即可读取密度梯度管的刻度，利用标定曲线找出试样的密度。 结晶性聚合物都是部分结晶的，即晶体和非晶体共存。而晶体和非晶体的密度不同，晶区密度高于非晶区密度，因此同一聚合物由于结晶度不同，样品的密度不同，如果采用两相结合模型，并假定比容具有加和性，即结晶聚合物试样的比容V等于晶区V c 和非晶区比容V a 的线性加和，则有： V=V c f c +V a （1-f c ） （15-1） 式中f c 为结晶度 （即聚合物中结晶部分的重量百分比）。设ρc 为被测聚合物完全结晶（即100%
常用金属材料密度表，包括黑色、有色金属材料及其合金材料的密度。材料名称密度克/厘米3 材料名称密度 克/厘米3 灰口铸铁6.6~7.4 不锈钢1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.9 白口铸铁7.4~7.7 2Cr13Ni4Mn9 8.5 可锻铸铁7.2~7.4 3Cr13Ni7Si2 8.0 铸钢7.8 纯铜材8.9 工业纯铁7.87 59、62、65、68黄铜8.5 普通碳素钢7.85 80、85、90黄铜8.7 优质碳素钢7.85 96黄铜8.8 碳素工具钢7.85 59-1、63-3铅黄铜8.5 易切钢7.85 74-3铅黄铜8.7 锰钢7.81 90-1锡黄铜8.8 15CrA铬钢7.74 70-1锡黄铜8.54 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.82 60-1和62-1锡黄铜8.5 38CrA铬钢7.80 77-2铝黄铜8.6 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、 铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜8.5 镍黄铜8.5 铬镍钨钢7.80 锰黄铜8.5 铬钼铝钢7.65 硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜8.5
含钨9高速工具钢8.3 5-5-5铸锡青铜8.8 含钨18高速工具钢8.7 3-12-5铸锡青铜8.69 高强度合金钢7.82 6-6-3铸锡青铜8.82 轴承钢7.81 7-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜8.8 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 4-0.3、4-4-4锡青铜8.9 Cr14、Cr17 7.7 4-4-2.5锡青铜8.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、 2Cr18Ni9 7.85 5铝青铜8.2 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 锻铝LD8 2.77 7铝青铜7.8 LD7、LD9、LD10 2.8 19-2铝青铜7.6 超硬铝2.85 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 LT1特殊铝2.75 10-4-4铝青铜7.46 工业纯镁1.74 铍青铜8.3 变形镁MB1 1.76 3-1硅青铜8.47 MB2、MB8 1.78 1-3硅青铜8.6 MB3 1.79 1铍青铜8.8 MB5、MB6、MB7、MB15 1.8 0.5镉青铜8.9 铸镁1.8 0.5铬青铜8.9 工业纯钛（TA1、TA2、TA3）4.5
陶瓷材料密度、吸水率及气孔率的测定 一、实验原理 在无机非金属材料中，有的材料内部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。材料的体积密度是材料最基本的属性之一，是进行其他许多物性测试(如颗粒粒径测试)的基础数据。材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。 材料吸水率、气孔率的测定都是基于密度的测定，而密度的测定则基于阿基米德原理。由阿基米德定律可知，浸在液体中的任何物体都要受到浮力(即液体的静压力)的作用，浮力的大小等于该物体排开液体的重量。重量是一种重力的值，但在使用根据杠杆原理设计制造的天平进行衡量时、对物体重量的测定巳归结为对其质量的测定。因此，阿基米德定律可用下式表示： L VD m m =-21 （1） 式中 1m ——在空气中称量物体时所得物体的质量； 2m ——在液体中称量物体时所得物体的质量； V ——物体的体积； L D ——液体的密度。 物体的体积就可以通过将物体浸于已知密度的液体中，通过测定其质量的方法来求得。由于浸于浸液中的物体受到液体静压力的作用，所以这种方法称之为“液体静力衡量法”。 在工程测量中，往往忽略空气浮力的影响，在此前提下进一步推导可得用称量法测定物体密度时的原理公式 2 11m m D m D L -= （2） 这样，只要测出有关量并代入上式，就可计算出待测物体在温度t ℃时的密度。 材料的密度，可以分为真密度、体积密度等。
体积密度指不含游离水材料的质量与材料的总体积(包括材料的实体积和全部孔隙所占的体积)之比。 当材料的体积是实体积(材料内无气孔)时，则称真密度。 气孔率指材料中气孔体积与材料总体积之比。材料中的气孔有封闭气孔和开口气孔(与大气相通的气孔)两种，因此气孔率含封闭气孔率、开口气孔率和真气孔率之分。 封闭气孔率指材料中的所有封闭气孔体积与材料总体积之比。 开口气孔率(也称显气孔率)指材料中的所有开口气孔体积与材料总体积之比。真气孔率(也称总气孔率)则指材料中的封闭气孔体积和开口气孔体积与材料总体积之比。 吸水率指材料试样放在蒸馏水中，在规定的温度和时间内吸水质量和试样原质量之比。在科研和生产实际中往往采用吸水率来反映材料的显气孔率。 无机非金属材料难免含有各种类型的气孔。对于如水泥制品、陶瓷制品等块体材料，其内部含有部分大小不同，形状各异的气孔。这些气孔中的一部分浸渍时能被液体填充。 将材料试样浸入可润湿粉体的液体中，煮沸或抽真空排除气泡．计算材料试样排除液体的体积，可计算出材料的密度。当材料的闭气孔全部被破坏时，所测密度即为材料的真密度。 为此，对密度、吸水率和气孔率的测定所使用液体的要求是：密度要小于被测的物体、对物体或材料的润湿性好、不与试样发生反应、不使试样溶解或溶胀。最常用的浸液有水、乙醇和煤油等。 测量材料的密度、吸水率和气孔率有真空法和煮沸法。 二、实验器材 ①液体静力天平（如图1）⑥抽真空装置（如图2） ②电炉⑦烘箱 ③煮沸容器 ④蒸馏水 ⑤烧杯、小毛巾、镊子
材料密度、吸水率及气孔率的测定 一、目的意义 在无机非金属材料中，有的材料内部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。 材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其它许多物性测试如颗粒粒径测试的基础数据。材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之—。在这些材料的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。 本实验的目的： 1．了解体积密度、气孔率等概念的物理意义： 2．掌握体积密度、气孔率的测定原理和测定方法； 3．了解体积密度、气孔率测试中误差产生的原因及防止方法。 二、基本原理 密度的物理意义是指单位体积物质的质量。 材料吸水率、气孔率的测定都是基于阿基米德原理。将粉末浸入可润湿样品的液体中，抽真空排除气泡，计算颗粒排除液体的体积。便可计算出颗粒的密度。当颗粒的闭气孔全部被破坏时，所测密度即为颗粒的真密度，否则为颗粒的有效密度。与此类似，可以将块体材料视为大的“颗粒”，采用类似颗粒测试的方法测定材料的吸水率、气孔率。
粉体材料的密度，可以分为颗粒的真密度，有效密度，松装密度和振实密度。测定颗粒的真密度必须采用无孔材料，—般情况下，颗粒的密度指的是颗粒的有效密度。 无机非金属材料难免含有各种类型的气孔。块体材料如水泥、陶瓷等制品，含有部分大小不同，形状各异的气孔。浸渍时能被液体填充或与大气相通的气孔称为开口气孔；不能被液体填充或不与大气相通的气孔称为闭口气孔。块体材料中固体材料的体积、开口及闭口气孔的体积之和称为总体积；材料所有开口气孔的体积与其总体积之比称为开口气孔率或显气孔率；材料所有闭口气孔的体积与材料总体积之比称为闭口气孔率；材料所有气孔的体积(开口和闭口气孔体积之和)与其总体积之比称为真气孔率。在科研和生产实际中往往采用吸水率来反映材料的显气孔率。 对密度和气孔率的测定所使用液体的要求是，密度要小于被测的粉体；对粉体或材料的润湿性好；不与试样发生反应，也不使试样溶解或溶胀。 最常用的浸液有水、乙醇和煤油等。水在常温下的体积密度也可以查表。
常用金属密度表 常用金属材料密度表 常用金属材料密度表，包括黑色、有色金属材料及其合金材料的密度。材料名称密度克/厘米3 材料名称密度 克/厘米3 灰口铸铁6.6~7.4 不锈钢1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.9 白口铸铁7.4~7.7 2Cr13Ni4Mn9 8.5 可锻铸铁7.2~7.4 3Cr13Ni7Si2 8.0 铸钢7.8 纯铜材8.9 工业纯铁7.87 59、62、65、68黄铜8.5 普通碳素钢7.85 80、85、90黄铜8.7 优质碳素钢7.85 96黄铜8.8 碳素工具钢7.85 59-1、63-3铅黄铜8.5 易切钢7.85 74-3铅黄铜8.7 锰钢7.81 90-1锡黄铜8.8 15CrA铬钢7.74 70-1锡黄铜8.54 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.82 60-1和62-1锡黄铜8.5
38CrA铬钢7.80 77-2铝黄铜8.6 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、 铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜8.5 镍黄铜8.5 铬镍钨钢7.80 锰黄铜8.5 铬钼铝钢7.65 硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜8.5 含钨9高速工具钢8.3 5-5-5铸锡青铜8.8 含钨18高速工具钢8.7 3-12-5铸锡青铜8.69 高强度合金钢7.82 6-6-3铸锡青铜8.82 轴承钢7.81 7-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜8.8 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 4-0.3、4-4-4锡青铜8.9 Cr14、Cr17 7.7 4-4-2.5锡青铜8.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、 2Cr18Ni9 7.85 5铝青铜8.2
材料名称密度(克/厘米3) 灰口铸铁 ~ 白口铸铁 ~ 可锻铸铁 ~ 铸钢 工业纯铁 普通碳素钢 优质碳素钢 碳素工具钢 易切钢 锰钢 15CrA铬钢 20Cr、30Cr、40Cr铬钢 38CrA铬钢 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢铬镍钨钢 铬钼铝钢 含钨9高速工具钢
含钨18高速工具钢 高强度合金钢 轴承钢 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr14、Cr17 、4-4-4锡青铜 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7铝青铜 19-2铝青铜 9-4、铝青铜 9-4、铝青铜 10-4-4铝青铜 铍青铜 3-1硅青铜 1-3硅青铜
1铍青铜 镉青铜 铬青铜 锰青铜 5锰青铜 白铜 B5、B19、B30、 BMn3-12 BZN15-20 BA113-3 纯铝 防锈铝 LF2、LF43 LF3 LF5、LF10、LF11 LF6 LF21 硬铝 LY1、LY2、LY4、LY6 LY3
LY7、LY8、LY10、LY11、LY14 LY9、LY12 LY16、LY17 锻铝 LD2、LD30 LD4 灰铸铁 HT100～HT350 白口铸铁 S15、P08、J13等 可锻铸铁 KT30-6～KT270-2 铸钢 ZG45、ZG35CrMnSi等 工业纯铁 DT1--DT6 普通碳素钢 Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 优质碳素钢 05F、08F、15F 10、15、20、25、30、35、40、45、50 碳素工具钢 T7、T8、T9、T10、T12、T13、T7A、T8A、T9A、T10A、 T11A、T12A、T13A、T8MnA 易切钢 Y12、Y30 弹簧钢丝Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ 低碳优质钢丝 Zd、Zg 锰钢 20Mn、60Mn、65Mn 铬钢 15CrA 20Cr、30Cr、40Cr 38CrA 铬钒钢 50CrVA 铬镍钢 12CrNi3A、20CrNi3A 37CrNi3A 铬镍钼钢 40CrNiMoA 铬镍钨钢 18Cr2Ni4WA 铬钼铝钢 38CrMoA1A 铬锰硅钢 30CrMnSiA 铬锰硅镍钢 30CrMnSiNi2A 硅锰钢 60Si2nMnA 硅铬钢 70Si2CrA 高强度合金钢 GC-4、GC11 高速工具钢 W9Cr4V W18Cr4V 轴承钢 GCr15 不锈钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 Cr14、Cr17 Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9 1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 Cr18Ni11Nb
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实验十二材料密度、吸水率及气孔率的测定 一．目的意义 在无机非金属材料中，，有的材料内部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。 材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其它许多物性测试如颗粒粒径测试的基础数据。材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。在这些材料的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。 本实验的目的： 1．了解体积密度、气孔率等概念的物理意义； 2．掌握体积密度、气孔率的测定原理和测定方法； 3．了解体积密度、气孔率测试中误差产生的原因及防止方法， 二．基本原理 密度的物理意义是指单位体积物质的质量。 颗粒密度和材料吸水率、气孔率的测定都是基于阿基米德原理。将粉末浸入可润湿粉体的液体中，抽真空排除气泡，计算颗粒排除液体的体积。便可计算出颗粒的密度。当颗粒的闭气孔全部被破坏时，所测密度即为颗粒的真密度，否则为颗粒的有效密度。与此类以，可以将块体材料视为大的“颗粒”，采用类似颗粒测试的方法测定材料的吸水率、气孔率。 粉体材料的密度，可以分为颗粒的真密度，有效密度，松装密度和振实密度。测定颗粒的真密度必须采用无孔材料，一般情况下，颗粒的密度指的是颗粒的有效密度。 无机非金属材料难免含有各种类型的气孔。块体材料如水泥、陶瓷等制品，含有部分大小不同，形状各异的气孔。浸渍时能被液体填充或与大气相通的气孔称为开口气孔；不能被液体填充或不与大气相通的气孔称为闭口气孔。块体材料中固体材料的体积、开口及闭口气孔的体积之和称为总体积。材料所有开口气孔的体积与其总体积之比称为开口气孔率或显气孔率；材料所有闭口气孔的体积与材料总体积之比称为闭口气孔率；材料所有气孔的体积（开口和闭口气孔体积之和）与其总体积之比称为真气孔率。在科研和生产实际中往往采用吸水率来反映材料的显气孔率。 三．实验装置 材料密度和气孔率测定的装置如图35-1所示。 四．测试步骤 1．颗粒密度的咧定 1）洗净比重瓶，连同瓶塞一起，在110℃下烘干并置于干燥器中冷却。称取比重瓶重量m o（精确至0.001g，下同）。用细颈漏斗将被测粉末装入比重瓶中至体积的1/3，注意不要使粉末粘在瓶颈。称的其重量M s。
常用金属材料密度表 金属密度Density(g/cm3) 不锈钢: 201,202,301,302,304,304L,305,3217.93 不锈钢: 309S,310S,316,316L,3477.98 不锈钢: 405,410,4207.75 不锈钢:436L7.73 不锈钢: 409,430,4347.70 低碳钢7.85 纯铜8.93 黄铜8.50 磷铜8.60 紫铜8.90 纯镍8.85 金19.32 银10.50 钼10.2 锌丝7.14 铅丝11.37 镀锌丝7.85 铝丝 2.70 常用金属材料密度表常用金属材料密度表，包括黑色、有色金属材料及其合金材料的密度。材料名称密度克/厘米3 材料名称密度克/厘米3 灰口铸铁6.6~7.4 不锈钢1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.9 白口铸铁7.4~7.7 2Cr13Ni4Mn9 8.5 可锻铸铁7.2~7.4 3Cr13Ni7Si2 8.0 铸钢7.8 纯铜材8.9 工业纯铁7.87 59、62、65、68黄铜8.5 普通碳素钢7.85 80、85、90黄铜8.7 优质碳素钢7.85 96黄铜8.8 碳素工具钢7.85 59-1、63-3铅黄铜8.5 易切钢7.85 74-3铅黄铜8.7 锰钢7.81 90-1锡黄铜8.8 15CrA 铬钢7.74 70-1锡黄铜8.54 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.82 60-1和62-1锡黄铜8.5 38CrA铬钢7.80 77-2铝黄铜8.6 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜8.5 镍黄铜8.5 铬镍钨钢7.80 锰黄铜8.5 铬钼铝钢7.65 硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜8.5 含钨9高速工具钢8.3 5-5-5铸锡青铜8.8 含钨18高速工具钢8.7 3-12-5铸锡青铜8.69 高强度合金钢7.82 6-6-3铸锡青铜8.82 轴承钢7.81 7-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜8.8 不锈钢0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 4-0.3、4-4-4锡青铜8.9 Cr14、Cr17 7.7 4-4-2.5锡青铜8.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 7.85 5铝青铜8.2 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 锻铝LD8 2.77 7铝青铜7.8 LD7、LD9、LD10 2.8 19-2铝青铜7.6 超硬铝2.85 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5 LT1特殊铝2.75 10-4-4铝青铜7.46 工业纯镁1.74 铍青铜8.3 变形镁MB1 1.76 3-1硅青铜8.47 MB2、MB8 1.78 1-3硅青铜8.6 MB3 1.79 1铍青铜8.8 MB5、MB6、MB7、MB15 1.8 0.5镉青铜8.9 铸镁1.8 0.5铬青铜8.9 工业纯钛（TA1、TA2、TA3）4.5 1.5锰青铜8.8 钛合金TA4、TA5、TC6 4.45 5锰青铜8.6 TA6 4.4 白铜B5、B19、B30、BMn40-1.5 8.9 TA7、TC5 4.46 BMn3-12 8.4 TA8 4.56 BZN15-20 8.6 TB1、TB2 4.89 BA16-1.5 8.7 TC1、TC2 4.55 BA113-3 8.5 TC3、TC4 4.43 纯铝2.7 TC7 4.4 防锈铝LF2、LF43 2.68 TC8 4.48 LF3 2.67 TC9 4.52 LF5、LF10、LF11 2.65 TC10 4.53 LF6 2.64 纯镍、阳极镍、电真空镍8.85 LF21 2.73 镍铜、镍镁、镍硅合金8.85 硬
陶瓷体积密度、吸水率及气孔率测定 1 目的意义 1.1 意义 在陶瓷内部或多或少都有气孔，这些气孔对材料的性能(特别是力学性能)和质量有重要的影响。 材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其他许多物性测试(如颗粒粒径测试)的基础数据。材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。在陶瓷材料、耐火材料、塑料、复合材料等材料的科研和生产中，测定这三个指标对质量控制都有重要意义。 1.2 目的 ① 掌握体积密度、吸水率、气孔率等概念的物理意义、测定原理和测定方法； ② 了解体积密度、吸水率、气孔率测试中误差产生的原因及防止； ③ 学会用作图法求解烧结温度和烧结温度范围。 2 基本原理 材料吸水率、气孔率的测定都是基于密度的测定，而密度的测定则基于阿基米德原理。由阿基米德定律可知，浸在液体中的任何物体都要受到浮力(即液体的静压力)的作用，浮力的大小等于该物体排开液体的重量。重量是一种重力的值，但在使用根据杠杆原理设计制造的天平进行衡量时，对物体重量的测定已归结为对其质量的测定。 在工程测量中，往往忽略空气浮力的影响，在此前提下可推导出用称量法测定物体密度时的原理公式： 2 1L 1m m D m D -= (9-1) 式中：D —测定物体密度，g ·cm -3；m 1—物体在空气中的质量，g ；m 2—物体在液体中的质量，g ；D L —液体密度，g ·cm -3。这样，只要测出有关量并代人上式，就可计算出待测物体在温度t ℃时的密度。 材料的密度，可以分为真密度、体积密度等。体积密度指不含游离水材料的质量与材料的总体积(包括材料的实体积和全部孔隙所占的体积)之比。当材料的体积是实体积(材料内无气孔)时，则称真密度。 气孔率指材料中气孔体积与材料总体积之比。材料中的气孔有封闭气孔和开口气孔(与大气相通的气孔)两种，因此气孔率有封闭气孔率、开口气孔率和真气孔率之分。封闭气孔率指材料中的所有封闭气孔体积与材料总体积之比。开口气孔率(也称显气孔率)指材料中的所有开口气孔体积与材料总体积之比。真气孔率(也称总气孔率)则指材料中的封闭气孔体积
材料名称 密度 材料名称 密度 克/厘米3 克/厘米3 灰口铸铁 6.6~7.4 不锈钢 1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.90 白口铸铁 7.4~7.7 2Cr13Ni4Mn9 8.50 可锻铸铁 7.2~7.4 3Cr13Ni7Si2 8.00 铸钢 7.80 纯铜材 8.90 工业纯铁 7.87 59、62、65、68黄铜 8.50 普通碳素钢 7.85 80、85、90黄铜 8.70 优质碳素钢 7.85 96黄铜 8.80 碳素工具钢 7.85 59-1、63-3铅黄铜 8.50 易切钢 7.85 74-3铅黄铜 8.70 锰钢 7.81 90-1锡黄铜 8.80 15CrA 铬钢 7.74 70-1锡黄铜 8.54 20Cr、30Cr、40Cr 铬钢 7.82 60-1和62-1锡黄铜 8.50 38CrA 铬钢 7.80 77-2铝黄铜 8.60 铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢 7.85 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜 8.50 镍黄铜 8.50 铬镍钨钢 7.80 锰黄铜 8.50 铬钼铝钢 7.65 硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜 8.50 含钨9高速工具钢 8.30 5-5-5铸锡青铜 8.80 含钨18高速工具钢 8.70 3-12-5铸锡青铜 8.69 高强度合金钢 7.82 6-6-3铸锡青铜 8.82 轴承钢 7.81 7-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜 8.80 不 锈 钢 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 4-0.3、4-4-4锡青铜 8.90 Cr14、Cr17 7.70 4-4-2.5锡青铜 8.75 0Cr18Ni9 、 1Cr18Ni9 、Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 7.85 5铝青铜 8.20 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 锻铝 LD8 2.77 7铝青铜 7.80 LD7、LD9、LD10 2.80 19-2铝青铜 7.60 超硬铝 2.85 9-4、10-3-1.5铝青铜 7.50 LT1特殊铝 2.75 10-4-4铝青铜 7.46 工业纯镁 1.74 铍青铜 8.30 变形镁 MB1 1.76 3-1硅青铜 8.47 MB2、MB8 1.78 1-3硅青铜 8.60 MB3 1.79 1铍青铜 8.80 MB5、MB6、MB7、MB151.80 0.5镉青铜 8.90 铸镁 1.80 0.5铬青铜 8.90 工业纯钛（TA1、TA2、TA3） 4.50 1.5锰青铜 8.80 钛合金 TA4、TA5、TC6 4.45 5锰青铜 8.60 TA6 4.40 U n R e g i s t e r e d
材料密度、吸水率及气孔率的测定 一．目的 在无机非金属材料中，，有的材料内部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。 材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其它许多物性测试如颗粒粒径测试的基础数据。材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。在这些材料的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。 本实验的目的： 1．了解体积密度、气孔率等概念的物理意义； 2．掌握体积密度、气孔率的测定原理和测定方法； 3．了解体积密度、气孔率测试中误差产生的原因及防止方法， 二．原理 密度的物理意义是指单位体积物质的质量。 颗粒密度和材料吸水率、气孔率的测定都是基于阿基米德原理。将粉末浸入可润湿粉体的液体中，抽真空排除气泡，计算颗粒排除液体的体积。便可计算出颗粒的密度。当颗粒的闭气孔全部被破坏时，所测密度即为颗粒的真密度，否则为颗粒的有效密度。与此类以，可以将块体材料视为大的“颗粒”，采用类似颗粒测试的方法测定材料的吸水率、气孔率。 粉体材料的密度，可以分为颗粒的真密度，有效密度，松装密度和振实密度。测定颗粒的真密度必须采用无孔材料，一般情况下，颗粒的密度指的是颗粒的有效密度。 无机非金属材料难免含有各种类型的气孔。块体材料如水泥、陶瓷等制品，含有部分大小不同，形状各异的气孔。浸渍时能被液体填充或与大气相通的气孔称为开口气孔；不能被液体填充或不与大气相通的气孔称为闭口气孔。块体材料中固体材料的体积、开口及闭口气孔的体积之和称为总体积。材料所有开口气孔的体积与其总体积之比称为开口气孔率或显气孔率；材料所有闭口气孔的体积与材料总体积之比称为闭口气孔率；材料所有气孔的体积（开
常用金属材料的密度表 材料名称 密度,克/ 立方厘米材料名称 密度,克/ 立方厘米 灰口铸铁 6.6~7.4不 锈 钢1Crl8NillNb、Cr23Ni187.9 白口铸铁7.4~7.72Cr13Ni4Mn98.5 可锻铸铁 7.2~7.43Cr13Ni7Si2 8.0 铸钢7.8纯铜材8.9工业纯铁7.8759、62、65、68黄铜8.5普通碳素钢7.8580、85、90黄铜8.7优质碳素钢7.8596黄铜8.8碳素工具钢7.8559-1、63-3铅黄铜8.5易切钢7.8574-3铅黄铜8.7锰钢7.8190-1锡黄铜8.8 15CrA铬钢7.7470-1锡黄铜8.54 20Cr、30Cr、40Cr铬钢7.8260-1和62-1锡黄铜8.5 38CrA铬钢7.8077-2铝黄铜8.6铬钒、铬镍、铬镍钼、铬锰、 硅、铬锰硅镍、硅锰、硅铬钢7.85 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1铝黄铜8.5 镍黄铜 8.5 铬镍钨钢7.80锰黄铜8.5铬钼铝钢7.65硅黄铜、镍黄铜、铁黄铜8.5含钨9高速工具钢8.35-5-5铸锡青铜8.8含钨18高速工具钢8.73-12-5铸锡青铜8.69高强度合金钢`7.826-6-3铸锡青铜8.82轴承钢7.817-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3锡青铜8.8 不锈钢0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、 4Cr13、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、 Cr25、Cr28 7.754-0.3、4-4-4锡青铜8.9 Cr14、Cr177.74-4-2.5锡青铜8.75 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti、 2Cr18Ni9 7.855铝青铜8.2 1Cr18Ni11Si4A1Ti7.52锻 铝 LD8 2.77 7铝青铜 7.8LD7、LD9、LD10 2.8 19-2铝青铜7.6超硬铝 2.85 9-4、10-3-1.5铝青铜7.5LT1特殊铝 2.75 10-4-4铝青铜7.46工业纯镁 1.74 铍青铜8.3变 形 镁 MB1 1.76 3-1硅青铜8.47MB2、MB8 1.78 1-3硅青铜8.6MB3 1.79 1铍青铜8.8MB5、MB6、MB7、MB15 1.8 0.5镉青铜8.9铸镁 1.8 0.5铬青铜8.9工业纯钛（TA1、TA2、TA3） 4.5 1.5锰青铜8.8 钛 合 金 TA4、TA5、TC6 4.45 5锰青铜8.6TA6 4.4 白 铜 B5、B19、B30、BMn40-1.58.9TA7、TC5 4.46 BMn3-128.4TA8 4.56 BZN15-208.6TB1、TB2 4.89 BA16-1.58.7TC1、TC2 4.55 BA113-38.5TC3、TC4 4.43 纯铝 2.7TC7 4.4 防 锈 铝 LF2、LF43 2.68TC8 4.48 LF3 2.67TC9 4.52 LF5、LF10、LF11 2.65TC10 4.53 LF6 2.64纯镍、阳极镍、电真空镍8.85 LF21 2.73镍铜、镍镁、镍硅合金8.85 硬 铝 LY1、LY2、LY4、LY6 2.76镍铬合金8.72 LY3 2.73锌锭（Zn0.1、Zn1、Zn2、Zn3）7.15 LY7、LY8、LY10、LY11、LY14 2.8铸锌 6.86 LY9、LY12 2.784-1铸造锌铝合金 6.9 LY16、LY17 2.844-0.5铸造锌铝合金 6.75 锻 铝 LD2、LD30 2.7铅和铅锑合金11.37 LD4 2.65铅阳极板11.33 LD5 2.75
阿基米德排水法侧体积密度和气孔率 体积密度和气孔率测定 一．实验原理 材料的体积密度定义为不含游离水的材料的质量与其总体积（包括固体材料的实占体积和全部孔隙所占体积）之比。当不含任何孔隙时，材料的质量与材料的实占体积之比则为其理论密度。孔隙分开孔隙（与表面相通，又称显孔隙）和闭孔隙（不与表面相通）两种，由粉末经烧结制备的陶瓷材料通常或多或少地含有这两种孔隙。体积密度一般用称量法来测定，气孔率测定也可以借助于体积密度的测定来进行。 1．体积密度测定：按其定义，材料的质量不难精确测定，但其体积即使通过量具也不能准确测定，利用基于阿基米德原理的液体静力称量法，却能很容易解决这一问题。由阿基米德定律可知，浸于液体中的试样所受到的浮力等于该试样排开的液体的重量，液体静力称量法是，将试样浸没于已知密度(d L)的液体中，试样用质量很小的细金属丝悬挂于天平称物端，要保证试样完全浸没又不与盛放液体的容器壁、底相接触，盛放液体的容器由支架支撑住、不与天平称盘接触，称出试样浸于液体中时的质量W2，另外称出试样在完全干燥状态下在空气中的质量W1，浮力为W1-W2=V d L，试样的体积V即可测出。对烧结致密程度高的结构陶瓷而言，开孔隙极少，可忽略，其体积密度可以下面原理公式表示： d= = （式1） 式中W2应为不计悬挂丝质量时试样悬浮浸没于液体中的质量，故实际称量时应分别称得试样连悬挂丝一起悬浮浸没于液体中的质量W2/和悬挂丝单独悬浮浸没于液体中的质量 W n，W2= W2/- W n；当用电子天平进行液体静力称量时，运用去皮功能（TAR）可排除W n后，直接称得W2。 用于浸渍的液体要求密度小于待测试样，对试样材料润湿性好、不发生反应、不使试样溶解或溶胀，常用蒸馏水、无水乙醇及煤油等，以水最为常用，故液体静力称量法有时称作排水法。 当陶瓷或其它无机材料（如水泥制品、耐火材料）存在不可忽略的一定数量的开气孔时，式1中的V还需包括开气孔的体积。为此测定时按有关标准规定，必须使液体浸渍进入所有开气孔内，将试样置于烧杯内放在插有抽气口和注水口的真空干燥器中，抽真空至真空度小
实验8 浸液法测定块体试样体积密度、气孔率及吸水率 一、实验目的 在无机非金属材料中，有的材料内部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。 材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其它许多物性测试如颗粒粒径测试的基础数据。材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之—。在这些材料的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。 本实验的目的： 1．了解体积密度、气孔率等概念的物理意义： 2．掌握体积密度及气孔率的测定原理和测定方法； 3．了解体积密度、气孔率测试中误差产生的原因及防止方法。 二、基本原理 体积密度是指干燥制品的质量与其总体积之比，即制品单位体积（表观体积）的质量，用g/cm 3表示。此单位体积包括材料实体的体积和空隙体积，所以体积密度取决于真密度和气孔率，其数值小于真密度，用浸液法测定体积密度计算公式如下： 12 31 ρρm m m b -= 式中 m 1——干燥试样的质量，g ； m 2——饱和试样的表观质量，g ； m 3——饱和试样在空气中的质量，g ； ρ1——在实验温度下，浸液的密度，g/cm 3； ρb ——试样的体积密度，g/cm 3 体积密度也是表征制品致密程度的主要指标。 气孔率又称孔度，它用试样中气孔体积占试样总体积的百分率来表示。材料的气孔有三种形式：封闭气孔、开口气孔和贯通气孔。封闭气孔：封闭在制品中不与外界相通；开口气孔：一端封闭，另一端与外界相通，能为流体填充；贯通气孔：贯通制品的两面，能为流体所通过。 若气孔体积中包含各种气孔时，则此种气孔体积占试样总体积之比称为总气孔率或真气孔率；封闭气孔体积占试样总体积之比称为封闭气孔率；与大气相通的气孔体积占试样总体积之比称为显气孔率或称开口气孔率。由于开口气孔和贯通气孔占气孔总体积的绝大部分，而且对制品的使用性能影响最大，又较易测定，因此在材料的检测中，以显气孔率，即开口气孔和贯通气孔的体积之和占制品总体积的百分率表示该指标。 吸水率指试样开口气孔所吸附水的质量与干燥试样质量之比。 显气孔率 %1002 31 3?--= m m m m P a