材料体积密度吸水率及气孔率的测定

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1、材料体积密度、吸水率及气孔率的测定一.实验目的意义在无机非金属材料中，宵的材料内部足有气孔的，这些气孔对材料的性能和质景有重要的影响。材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重耍依据，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M•进行检定的最常用的方法之•一。在陶瓷材料、耐火材料、塑料、S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有重要意义。木实验的鬥的：1.了解体识密度、吸水率、气孔率等概念的物理意义。2.掌握体积密度、吸水率、气孔率的测定

2、原理和测定方法。3.了解体积密度、吸水率、气孔率测试屮況差产生的原因及防止方法。二.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徳原理。由阿基米徳定律可知，没在液体屮的任何物体都要受到浮力（即液体的静压力）的作川，浮力的大小等于该物体排开液体的重呈。董虽是一种重力的值，但在使j

3、j根掘杠杆原理设计制造的天平进行衡景时，对物体重景的测定己归结为对K质景的测定。W此，阿基米定律可用下式表示：mi—m2=vdl（1）式中，m,—在空气秤量物体吋所得物体的质量；m2—在液体屮秤莆物体吋所得物体的质量；v——物体的体积；dL——液体的密度

4、。这样，物体的体积就可以通过将物体没r已知密度的液体屮，通过测定其质量的方法来求得。山于浸于浸液巾的物体受到液体静压力的作用，所以这种方法称之为“液体静力衡呈法”。在丄程测量中，往往忽略'空气浮力的影响，在此前提卜进一步推导讨得用称量法测定物体密度时的原理公式midLd=（2）mi—m2这样，只要测!li冇关S并代入卜.式，就可计算Hi待测物体在温度t"C时的密度。材料的密度，可以分为真密度、体积密度等。体^密度指不含游离水材料的质:W:与材料的总術只（包拈材料的实体积和全部孔隙所占的体积）之比。当材料的体积足实体税（材料内无气孔）时，则称真密度。气孔率指材料

5、屮气孔体积与材料总体积之比。材料屮的气孔有封闭气孔和丌U气孔（与人7气相通的气孔）两种，因此气孔率奋封W气孔率、开UI气孔率和真气孔率之分。封W气孔4.砝码5.接溢流出液体的容器8.缓冲瓶。9.真空泵率指材料屮的所奋封W气孔体积与材料总体积之比。幵UI气孔率（也称显气孔率）指材料屮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屮，在规定的温度和时M内吸水质:W:和试样原质兒之比。在利•研和生产实际巾往往采川吸水率來反映材料的显气孔率。X机非金诚材料难免含有各利1类型

6、的气孔。对子如水泥制品、陶瓷制品等块体材料，其14部含冇部分大小不同，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。将材料诚样没入可润湿粉体的液体屮，抽真空排除气泡,计算材料试样排除液体的体积。便可计算岀材料的密度。当材料的闭气孔全部被破坏吋，所测密度即力材料的真密度。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，不与试样发生反成，也不使试样溶解或溶胀。最常用的浸液杏水、乙醇和煤油等。三、实验器材1.液体比重天平，如阁1所示。2.抽真空装置，如图2所示。3.烘箱。4.烧杯、镊了、小毛巾等。5.蒸馏水

7、。四、测试步骤1.试样制备（1）从待测试样屮切取试块，每种试样取5块。毎块试样30〜60克。⑵川超声波清洗机清洗块状材料表面，在110°C（或在可允许的更髙温度）下烘丁至恒熏。置于丁•燥器中冷却至室温。称取试样质量Ml。试样干燥至最后W次称量之差小于前一次的0.1%即为恒重。（3）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P在5分钟内缓慢注入浸液（本实验用蒸馏水），直个:浸没试样。冉保持<20Torr压力5分钟。将试样连M容器取出后，在空气中静置30分钟。2.饱和试样表观质景的测定表观质餅为饱和浸液的试样在浸液屮称

8、捋的质虽。将饱和试样吊迕天平的吊钩匕丼浸入朽溢流管各器的浸液（木实验用蒸馏4.砝码5.接溢流出液体的容器8.缓冲瓶。9.真空泵率指材料屮的所奋封W气孔体积与材料总体积之比。幵UI气孔率（也称显气孔率）指材料屮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屮，在规定的温度和时M内吸水质:W:和试样原质兒之比。在利•研和生产实际巾往往采川吸水率來反映材料的显气孔率。X机非金诚材料难免含有各利1类型的气孔。对子如水泥制品、陶瓷制品等块体材料，其14部含冇部分大小不同，形状

9、各异的气孔。这些气孔中的一部分浸渍时能