实验十二材料密度、吸水率及气孔率的测定

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1、实验十二材料密度、吸水率及气孔率的测定—・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Z-O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

2、法，二.基本原理密度的物理意义是指单位休积物质的质量。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吋，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，nJ*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，一般悄况下，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冇各种类型的气孔。块体材料如水泥、陶

3、瓷等制品，含冇部分大小不同，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枳。材料所冇开口气孔的体积与其总体积Z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Z和）与其总体积Z比称为真气孔率。在科研和生产实际中往往采用吸水率來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。U!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°C

4、下烘干并置于干燥器中冷却。称取比重瓶重量I%（精确至0.00lg,下同）。用细颈漏斗将被测粉末装入比重瓶屮至体积的1/3,注意不要使粉末粘在瓶颈。称的其重量Ms。71nnrr~rr8三11好阀9缓冲廉10真空泵1234567图35-1材料密度和气孔率测试的真空系统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,称其重量叫1。4）洗净比重瓶，注满浸液，称其重最in。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，可以采川定体积液体称

5、重法、液体比重犬平称重法或液体比重计测量法测定。精确至0.001g/cm3o1.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°C（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Mg试样干燥至最后两次称量Z差小于前一次的0.1%即为恒重。2）将试样直于烧杯或其它清洁容器内，并放于真空干燥器内抽真空至＜20Ton-,保压5分钟，然示在5分钟内缓慢注入浸液，肓至浸没试样。再保持＜2（）Torr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）饱和试样的表观质虽: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

6、液中，称取饱和试样的表现质量M2。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：将饱和了浸液的毛山，小心地拭去饱和试样表而流挂的液珠（注意不可将人孔屮的浸液吸岀）。立即称取和试样的质量M3o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35-2o颗粒密度Q”的计算公式如下：Pp=xDf（35-1）式屮：mo——比重瓶重，（g）；ms（比重瓶+粉末）重，（g）；msi（比重:瓶+粉末+浸液）重，（g）；mi（比重瓶+浸液）重，（g）；D——测试温度下，浸液的密度，（g/cn?）；pp——粉末的密度，（g/cn?）。表35-2颗粒出

7、度测定头验记录表粉末名称测定人测定日期液体名称液体密度（g/cm3）Pl=测定温度（°C）比重品瓶号瓶重（g）m0（瓶+粉）重（g）ms（瓶+粉+液）重（g）ms（瓶+液）重（g）mi颗粒有效密度（g/cn?）真密度平均值（g/cn?）Pp1.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35-3o表35・3材料吸水率、气孔率测定实验记录表试样名称测定人测定日期编号干试样质量M]显气孔率％饱和试样表现质量m2真气孔率％饱和试样在空气中质量m3闭口气孔率％吸水率％体积密度吸水率、气孔率由下列公式计算:(35-2)1）吸水率Wa：2）显气孔率