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《泡点法测定微孔孔径分布的改进算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2,第巧卷第期无机材料学报1#(345#,年!月∀#∃%&∋(#)∗&#%+∋&,−.∋/−%,∋(0∀∃&−一一一文章编号67533!89:;!泡点法测定微孔孔径分布的改进算法,,,丁祥金张继周宝志琴丁传贤,8中国科学院上海硅酸盐所上海496,,摘要在已有的图解法的基础上对泡点法测定微孔孔径分布的计算方法进行了改进直接应用测试数据计算孔径分布,避免了图解法的繁杂2同时考虑了测试中的气体膨胀效应,使计算接近实际情况而且适子计算机处理26<,<关键词多孔陶瓷泡点法孔径分布算法66中图分类号=>?文献标识码≅3引言、、、,由于多孔陶瓷膜具有优异的化学稳定性耐高温抗腐蚀长寿命
2、等特点应用极其广泛Α(一Β2根据膜的孔径不同,可以将膜分成微滤膜、超滤膜和反渗透膜等几类Α’Β2孔的特性,、、直接影响到膜的性能和使用寿命因此对孔的尺寸及其分布的测定是在膜的研究制备使用等过程中一项重要的内容2目前用于测孔的方法有多种,如电镜法、压汞法、气体吸附脱附法、流速法、小角度Χ射线衍射法Α0Β以及泡点法等2泡点法是利用流体在孔道内流动,它,的物理规律来测定孔径及其分布较真实的反映了流体通过孔道的实际情况能够较准,确的反映多孔材料的等效孔径和分布因此曾被≅Δ=.8美国材料实验学会9作为测试孔特性的标准方法8≅0=.Ε3‘?9Α!323;;4年该标准被撤消后,采用了依据该标准设计的库
3、尔,一特仪87ΦΓΗ=ΙϑΚΦϑΦ.Ι=Ιϑ(9为测试孔特性的标准8≅Δ=.Ι3;:?;9其动态的测量范围可以达到824、拼Λ9ΑΜΒ2测试原理,6液体浸润毛细管后在表面张力的作用下会在毛细管内产生一个附加压力差△尸口7ΦΔΔ△尸Ν839%△尸一毛细管附加压力差,−一接触角,∋一液体表面张力,%一毛细管内半径·在该压力差下,液体难于从毛细管内排除2用气体对该液体施加一外界压力,当气体压,,%6力差尸Ν△尸时液体被排出毛细管因此毛细管的半径为Ο∋−#0089尸63;;;一4一Μ,63;;;一!一收稿日期收到修改稿日期6,,,作者简介丁样金男3;Μ年生工学博士:;:无机材料学报
4、34卷实际测量过程中,所选择的液体与被测材料有良好的浸润性,接触角很小,即7#0#Ν32,假设气体在毛细管内的流动是粘性连续层流不可压缩的那么它服从Π∋&+−&一Κ#,0−∃,(−,6方程气体在毛细管的流量>为。万Κ呵Ν百‘硕‘%89此处的拜是气体的粘度,尸是毛细管两端压力差,Η是毛细管的长度2对于多孔陶瓷膜8多孔陶瓷9,可以将其视为由数目为&(,&6⋯⋯&Θ’··⋯&‘具有不63,662,6Ρ6‘同半径⋯⋯⋯⋯的多组毛细管束构成随气体压力的缓慢升高孔道从大到小依次打开2每一组孔道的打开,对相应压差下的流量都有一个增量△>,应用式89和式89得到△>和相应的压力差尸就可以求得孔径和相应
5、的数目·23第一种方法Α’Β,,浸满液体的试样表面不覆盖液体缓慢升高气体的压力并计读流量和压差得到图38∋92、,“Δ”Σ3Σ十3处8记为凡,ΘΣ3中的形曲线分别连接原点与八几两直线在8几凡9Τ9、Ρ,,Σ(△>6截取两直线的差为在八凡间打开孔道引起的流量增量ΘΣ这样可以求得这一区6间的孔道数目拼Η<,ΡΣ3,ΡΣ3‘,ΘΣ‘△>:&ΘΝ厄石石万嘴89、6结合式89和式8:9则可以得到%Θ%ΘΣ3范围的孔面积·:,,∋一无Ρ·‘‘Σ’·拼Η,,△>,ΡΣ3Ρ,ΡΣ3,ΡΣ,ΡΣ<ΡΡΣΜ=几且ΡΝ&二6Ν△>厂4孟:片,89开口ΡΣ(咎玛对于测试样品,户、∋、Η都是常数,这样即可以
6、作出孔密度分布图如图(8Υ9所示·8Υ9入、2Ρ夕护,‘,户’、尹‘·沪飞,’<,,∀,’<尹9,9尸今气∀∀’图3计算孔径及其分布的图解法一2%0−#/#−∋−∃∋/−/ς−Κ#%−一0Ω−∋&00/%∃/,#&Ε,+3Ε,/Λ/ςΞ((,Ξ,/Ξ,,/,一∋Ψ%∋Ζς,[∋(0#(∃/,#&/#7∋(7∃(∋/−△>Ρ8ΡΣ396ΥΖ#%−Ξ−&0,/∴Ξ,0/%,Υ∃/,#&[∃%]−89892第二种方法在浸满液体的试样表面加一层相同液体,测量流量一压差曲线,如图8∋9中的实线·,,∋Χ<气体压差为Κ(时液层中出现第一个气泡此时是最大孔径场将直线延长交尸轴的Κ(点,它对应的是平均
7、孔径6∋&2黑6期丁祥金等泡点法测定微孔孔径分布的改进算法:;4,,△>Ρ(Σ(孔径分布计算用的ΘΣ如图8Υ9所示凡点的切线在几同总流量的差值从图,6Ρ6中解出这样计算与仪Σ3间的孔道占的比例,,ΡΣ3ΡΡΣ3,凡△>Κ−%无无Σ3ΝΧ3⊥!,,89兄<△乃∀Σ∗>,_Σ3或,2这里几奸3二8凡Σ凡十39Τ∋898Υ9Θ·_、、、夕厅。。“眨少Ω》口‘4进夕偏叨图计算孔径及其分布的图解法二Ε,+2
