论材料密度、吸水率与气孔率的测定
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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 211m 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。
实验5.6陶瓷体积密度、吸⽔率及⽓孔率测定实验5.6 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:21L1m m D m D ?=(11-1)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。
资料稀度、孔隙率及吸火率的测定之阳早格格创做一、真验手段战意思资料的稀度是资料最基础的属性之一,也是举止其余物性尝试(如颗粒粒径尝试)的前提数据.资料的孔隙率、吸火率是资料结构特性的标记.正在资料钻研中,孔隙率、吸火率的测定是对于产品本量举止检定的最时常使用的要领之一.资料的稀度,不妨分为体积稀度、真稀度等.体积稀度是指没有含游离火资料的本量与资料的总体积(包罗资料的真体积战局部孔隙所占的体积)之比;资料本量与资料真体积(没有包罗存留于资料里里的启关气孔)之比值,则称为真稀度.孔隙率是指资料中气孔体积与资料总体积之比.吸火率是指资料试样搁正在蒸馏火中,正在确定的温度战时间内吸火本量战试样本本量之比.由于吸火率与启心孔隙率成正比,正在科研战死产本量中往往采与吸火率去反映资料的隐气孔率.果此,无论是正在陶瓷资料、耐火资料、塑料、复合资料以及宝物复合资料等资料的钻研战死产中,测定那三个指标对于资料本能的统制有要害意思.通过本真验达到以下央供.1、相识体积稀度、孔隙率、吸火率等观念的物理意思.2、相识测定资料体积稀度、稀度(真稀度)的测定本理战测定要领.3、通过测定体积稀度、稀度(真稀度),掌握估计资料孔隙率战吸火率的估计要领.二、真验要领参照GB9966.3-88天然饰里石材体积稀度、真稀度、真气孔率、吸火率考查要领.三、真验本理资料的孔隙率、吸火率的估计皆是鉴于稀度的测定,而稀度的测定则是鉴于阿基米德本理.由阿基米德本理可知,浸正在液体中所有物体皆要受到浮力(即液体的静压力)的效率,浮力的大小等于该物体排启液体的沉量.沉量是一种沉力的值,但是正在使用根据杠杆本理安排制制的天仄举止衡量时,对于物体沉量的测定已归纳为其本量的测定.果此,阿基米德定律可用下式表示.m1-m2=VD L (1)式中m1——正在气氛中秤量物体时所得的本量;m2——正在液体中秤量物体时所得的本量;V——物体的体积D L——液体的稀度那样,物体的体积便不妨通过将物体浸于已知稀度的液体中,通过测定其本量的要领去供得.正在工程丈量中,往往忽略气氛浮力的效率.正在此前提下进一步推导,可得用称量法测定物体稀度时的本理公式.D=(m1D L)/(m1-m2) (2)那样,只消测出有关量并代进上式,便不妨估计出待测物体正在温度t℃时的稀度.真验中真稀度测定是鉴于粉终稀度瓶浸液法莱测定的.其本理是:将样品制成粉终,并将粉样浸进对于其潮干而没有溶解的浸液中,用抽真空或者加热煮沸排除气泡,供出粉终试样从已知容量的容器中排出已知稀度的液体,进而得出所测粉终的真稀度.四、真验仪器1、恒温搞燥箱:由室温到200℃;2、天仄:最大称量1000g,感量10mg;最大称量100g,感量1mg各1个;3、游标卡尺1把;4、容积250ml稀度瓶1个;5、200目标筛1个;6、搞燥器1个;7、研钵1个;8、真验试剂蒸馏火.五、真验步调1、试样制备阶段(1)体积稀度试样试样尺寸为50mm安排的火泥块(2)稀度试样采用1000g安排试样,将表面浑扫搞净,并粉碎到颗粒小于5mm,以四分法缩分到150g,再用瓷研钵研磨成粉终并通过200目尺度筛,将粉样拆进称量瓶中,搁进(105±2)℃烘箱内搞燥4h以上,与出稍热后,搁进搞燥器内热却到室温.2、体积稀度测定(1)将试样用刷子浑扫搞净搁进(105±2)℃烘箱中搞燥2h,与出,热却到室温,称其本量(m0),透彻到0.02g.(2)将试样搁进室温的蒸馏火中,浸泡48h后与出,用拧搞的干毛巾揩去表面火分,并坐时称量本量(m1),透彻到0.02g;交着把试样挂正在网篮中,将网篮与试样浸进室温的蒸馏火中,称量其正在火中的本量(m2),透彻到0.02g.3、稀度测定称与试样三份,每份50g(m‘0),将试样分别拆进净净的稀度瓶内,并倒进蒸馏火.倒进的蒸馏火没有超出稀度瓶体积的一半,将稀度瓶搁进蒸馏火中煮沸10-15分钟,使试样中气泡排除,或者将稀度瓶搁正在真空搞燥器内排除气泡.气泡排除后,揩搞稀度瓶,热却到室温,用蒸馏火拆谦至标记表记标帜处,称量本量(m’2).再将稀度瓶浑洗搞净,用蒸馏火拆谦至标记表记标帜处,并称本量(m ‘1),m‘0、m‘1、m’2,透彻到0.002g.4、真验分解与估计(1)体积稀度:体积稀度ρb(g/cm3) 按下式估计.ρb=ρw×m0/(m1-m2) (3)式中m0——搞燥试样正在气氛的本量,gm1——火鼓战试样正在气氛中的本量,gm2——火鼓战试样正在火中的本量,gρw——考查时室温火的稀度,g/cm3(2)稀度ρt(g/cm3)按下式估计.ρt=ρw×m‘0/( m‘1+ m‘0- m’2) (4)式中m‘0——搞粉试样正在气氛的本量,gm‘1——只拆蒸馏火的稀度瓶的本量,gm‘2——拆粉样加火的稀度瓶本量,gρw——考查时室温火的稀度,g/cm3(3)孔隙率:根据测定所得的体积稀度战稀度,孔隙率ρa(%)按下式估计ρa=(1-ρb/ρt)×100% (5)式中ρb——试样的体积稀度,g/cm3ρt——试样的稀度,g/cm3(4)吸火率:吸火率W a(%)按下式估计W a=100%×(m1-m0)/m0 (6)式中m0——搞燥试样正在气氛的本量,gm1——火鼓战试样正在气氛中的本量,g六、计划1、根据式(3)、式(4)、式(5)战式(6),分别用测定值估计资料的体积稀度、稀度、吸火率、孔隙率.2、估计体积稀度、稀度、吸火率、孔隙率的仄衡值最大值与最小值.3、体积稀度、稀度估计到三位灵验数,孔隙率、吸火率估计到二位灵验数.。
材料的密度、孔隙率和吸水率的计算一、材料的密度、表观密度和堆积密度1.密度(ρ)密度是材料在绝对密实状态下,单位体积的重量。
按下式计算:ρ=m/V式中ρ——密度,g/cm3;M——材料的重量,g;V——材料在绝对密实状态下的体积,cm3。
这里指的“重量”与物理学中的“质量”是同一含义,在建筑材料学中,习惯上称之为“重量”。
对于固体材料而言,rn是指干燥至恒重状态下的重量。
所谓绝对密实状态下的体积是指不含有任何孔隙的体积。
建筑材料中除了钢材、玻璃等少数材料外,绝大多数材料都含有一定的孔隙、如砖、石材等块状材料。
对于这些有孔隙的材料,测定其密度时,应先把材料磨成细粉,经干燥至恒重后,用比重瓶(李氏瓶)测定其体积,然后按上式计算得到密度值。
材料磨得越细,测得的数值就越准确。
2.表观密度(ρ0)表现密度是指材料在自然状态下,单位体积的重量。
按下式计算:Ρo=m/V0ρo——表观密度,g/cm3或kg/m3;m——材料的重量,g或kg;V o——材料的自然状态下的体积,cm3或m3材料在自然状态下的体积包含了材料内部孔隙的体积。
当材料含有水分时,它的重量积都会发生变化。
一般测定表观密度时,以干燥状态为准,如果在含水状态下测定表度,须注明含水情况。
在试验室中测定的通常为烘干至恒重状态下的表观密度。
质地坚硬的散粒状材料,如砂、石,要磨成细粉测定密度需耗费很大的能量,一般测定其密度,在应用过程中(如混凝土配合比计算过程)近似代替其密度。
3.堆积密度(ρ'0)堆积密度是指粉状或散粒状材料在堆积状态下,单位体积的重量。
按下式计算:ρ'0=m/V'0其中ρ'0——堆积密度,kg/m3;M——材料的重量,kg;V'0——材料的堆积体积,m3。
这里,材料的重量是指自然堆积在一定容器内材料的重量;其堆积体积是指所用容器的容积。
容器的容积视材料的种类和规格而定。
材料的堆积体积既包含内部孔隙也包含颗粒之间的空隙。
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、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。
陶瓷吸水率和气孔率的关系一、引言陶瓷是一种广泛应用于建筑、陶瓷工艺品、电子设备等领域的材料。
而陶瓷的吸水率和气孔率是评估其质量和性能的重要指标。
本文将探讨陶瓷吸水率和气孔率之间的关系,并分析其对陶瓷性能的影响。
二、陶瓷吸水率的定义和测试方法吸水率是指陶瓷材料在一定的条件下吸收水分的能力。
通常以质量或体积的百分比表示。
常见的测试方法包括浸水法和浸渍法。
1. 浸水法:将陶瓷样品放入水中浸泡一段时间后,取出并擦干表面水分,计算吸水前后的质量差或体积差,再根据公式计算吸水率。
2. 浸渍法:将陶瓷样品放入浓度已知的染料溶液中浸泡一段时间,取出后清洗干净并测定染料的吸附量,根据染料吸附量和样品质量计算吸水率。
三、陶瓷吸水率与气孔率的关系陶瓷的吸水率和气孔率有着密切的关系。
气孔率是指陶瓷材料中孔隙的百分比,包括开放孔和闭孔。
孔隙是陶瓷材料中存在的一种结构特点,与材料的成分、加工工艺等因素密切相关。
1. 吸水率与气孔率的关系:一般情况下,陶瓷的吸水率与气孔率呈正相关关系。
即吸水率越高,气孔率也越高。
这是因为孔隙的存在会导致陶瓷材料的渗透性增强,从而使其吸水率增加。
2. 影响吸水率和气孔率的因素:陶瓷材料的成分、烧结温度、烧结时间等因素都会对吸水率和气孔率产生影响。
例如,陶瓷中添加一定量的气孔剂可以增加气孔率,从而提高吸水率。
而通过调控烧结温度和时间,可以控制陶瓷中的气孔形成和消除,从而影响吸水率。
四、吸水率和气孔率对陶瓷性能的影响吸水率和气孔率是评估陶瓷性能的重要指标,对其性能有着重要的影响。
1. 密实性:吸水率和气孔率高的陶瓷通常密实性较差。
气孔会导致陶瓷内部的孔隙连接,从而降低其密实性。
密实性不足会影响陶瓷的力学性能和耐磨性能。
2. 抗压强度:吸水率和气孔率高的陶瓷抗压强度通常较低。
气孔会导致陶瓷内部的应力集中,从而降低其抗压强度。
因此,陶瓷制品在一些高压环境下应尽量降低吸水率和气孔率。
3. 耐火性:吸水率和气孔率高的陶瓷通常耐火性较差。
材料的密度、孔隙率和吸水率的计算一、材料的密度、表观密度和堆积密度1.密度(ρ)密度是材料在绝对密实状态下,单位体积的重量。
按下式计算:ρ=m/V式中ρ——密度,g/cm3;M——材料的重量,g;V——材料在绝对密实状态下的体积,cm3。
这里指的“重量”与物理学中的“质量”是同一含义,在建筑材料学中,习惯上称之为“重量”。
对于固体材料而言,rn是指干燥至恒重状态下的重量。
所谓绝对密实状态下的体积是指不含有任何孔隙的体积。
建筑材料中除了钢材、玻璃等少数材料外,绝大多数材料都含有一定的孔隙、如砖、石材等块状材料。
对于这些有孔隙的材料,测定其密度时,应先把材料磨成细粉,经干燥至恒重后,用比重瓶(李氏瓶)测定其体积,然后按上式计算得到密度值。
材料磨得越细,测得的数值就越准确。
2.表观密度(ρ0)表现密度是指材料在自然状态下,单位体积的重量。
按下式计算:Ρo=m/V0ρo——表观密度,g/cm3或kg/m3;m——材料的重量,g或kg;V o——材料的自然状态下的体积,cm3或m3材料在自然状态下的体积包含了材料内部孔隙的体积。
当材料含有水分时,它的重量积都会发生变化。
一般测定表观密度时,以干燥状态为准,如果在含水状态下测定表度,须注明含水情况。
在试验室中测定的通常为烘干至恒重状态下的表观密度。
质地坚硬的散粒状材料,如砂、石,要磨成细粉测定密度需耗费很大的能量,一般测定其密度,在应用过程中(如混凝土配合比计算过程)近似代替其密度。
3.堆积密度(ρ'0)堆积密度是指粉状或散粒状材料在堆积状态下,单位体积的重量。
按下式计算:ρ'0=m/V'0其中ρ'0——堆积密度,kg/m3;M——材料的重量,kg;V'0——材料的堆积体积,m3。
这里,材料的重量是指自然堆积在一定容器内材料的重量;其堆积体积是指所用容器的容积。
容器的容积视材料的种类和规格而定。
材料的堆积体积既包含内部孔隙也包含颗粒之间的空隙。
材料密度、孔隙率及吸水率的测定一、实验目的和意义材料的密度是材料最基本的属性之一,也是进行其他物性测试(如颗粒粒径测试)的基础数据。
材料的孔隙率、吸水率是材料结构特征的标志。
在材料研究中,孔隙率、吸水率的测定是对产品质量进行检定的最常用的方法之一。
材料的密度,可以分为体积密度、真密度等。
体积密度是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;材料质量与材料实体积(不包括存在于材料内部的封闭气孔)之比值,则称为真密度。
孔隙率是指材料中气孔体积与材料总体积之比。
吸水率是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。
由于吸水率与开口孔隙率成正比,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。
因此,无论是在陶瓷材料、耐火材料、塑料、复合材料以及废物复合材料等材料的研究和生产中,测定这三个指标对材料性能的控制有重要意义。
通过本实验达到以下要求。
1、了解体积密度、孔隙率、吸水率等概念的物理意义。
2、了解测定材料体积密度、密度(真密度)的测定原理和测定方法。
3、通过测定体积密度、密度(真密度),掌握计算材料孔隙率和吸水率的计算方法。
二、实验方法参考GB9966.3-88天然饰面石材体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方法。
三、实验原理材料的孔隙率、吸水率的计算都是基于密度的测定,而密度的测定则是基于阿基米德原理。
由阿基米德原理可知,浸在液体中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其质量的测定。
因此,阿基米德定律可用下式表示。
m1-m2=VD L(1)式中m1——在空气中秤量物体时所得的质量;m2——在液体中秤量物体时所得的质量;V——物体的体积D L——液体的密度这样,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。
论材料密度、吸水率与气孔率的测定-----------------------作者:-----------------------日期: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。
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 os 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)。
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。
吸水率、气孔率由下列公式计算: 1)吸水率W a :%100113⨯-=M M M W a (35-2)2)显气孔率P a :%1002313⨯--=M M M M P α (35-3)3)体积密度D b :2311M M D M D b -⨯=(35-4)4)真气孔率P t :%100⨯-=t bt 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/cm 3)。
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/cm 3。
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。
实验十一 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/cm 3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、三角架。
图11.1 测定开口气孔时在液体中的称量装置三、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 t5) 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。