成都精新粉體測(cè)試設(shè)備有限公司
已認(rèn)證
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真密度是相對(duì)于顆粒群的堆密度而言的,指材料在絕對(duì)密實(shí)的狀態(tài)下單位體積的固體物質(zhì)的實(shí)際質(zhì)量,,即去除內(nèi)部孔隙或者顆粒間的空隙后的密度,。真密度是粉體材料最基本物理參數(shù),,也是測(cè)定微粉顆粒分布等其他物理性質(zhì)必須用到的參數(shù)。真密度數(shù)值大小決定于材料化學(xué)組成及純度,,其值直接影響材料質(zhì)量,、性能及用途,,對(duì)其測(cè)定有重要意義,。真密度的概念已廣泛應(yīng)用于塑料、碳素材料,、黑火藥等粉體的特征評(píng)價(jià)中.
計(jì)算公式
式樣真密度的計(jì)算公式:ρ=m/v
式中:ρ----真密度
m----試樣的質(zhì)量
V----試樣的體積
以上測(cè)試在鋰離子電池材料的真密度測(cè)試中經(jīng)常使用。
1,、在測(cè)定固體物質(zhì),比如粉體的比表面積時(shí),,需要真密度的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算 ,。
2,、許多無(wú)機(jī)非金屬材料都采用粉末原料來(lái)制造,因此在科研或生產(chǎn)中經(jīng)常需要測(cè)定真密度,。
3,、在水泥或陶瓷材料制造中,,需要對(duì)粘土的顆粒分布球磨泥漿細(xì)度進(jìn)行測(cè)定,都需要真密度的數(shù)據(jù),。
4,、尤其對(duì)于水泥材料,其最終產(chǎn)品是粉體,,測(cè)定真密度對(duì)生產(chǎn)單位和使用單位都具有很大的實(shí)用意義,。
常用的測(cè)定真密度的方法主要是氣體容積法和浸液法(比重瓶法)兩種,。所謂氣體容積法是根據(jù)氣體在密閉容器中遵守質(zhì)量守恒定律,由測(cè)得的壓力來(lái)確定待測(cè)樣品(粉體)的體積,再由樣品的質(zhì)量來(lái)最終測(cè)量樣品的密度,。所謂浸液法,是根據(jù)阿基米德原理,測(cè)定粉體的真體積,再由粉體的質(zhì)量計(jì)算其真密度 。
1.浸漬法(比重瓶法):
適用:適用于粉料,,片料,,粒料或制品部件的小切此。
原理:該法測(cè)定粉體真密度基于阿基米德原理,。
方法:將待測(cè)粉末浸人對(duì)其潤(rùn)濕而不溶解的浸液中,抽真空除氣泡,,求出粉末試樣從已知容量的容器中排出已知密度的液體,就可計(jì)算所測(cè)粉末的真密度,。
存在的問(wèn)題:
(1)不同的樣品需要采用不同的浸潤(rùn)液體,以防止溶解,、與材料起反應(yīng)等問(wèn)題,;對(duì)無(wú)機(jī)粉體一般多選用有機(jī)溶劑,、對(duì)水會(huì)引起反應(yīng)的材料如水泥則可用煤油或二甲苯等有機(jī)液體介質(zhì)等;
(2)浸潤(rùn)液體要能夠容易潤(rùn)濕材料內(nèi)部孔隙的表面,,如果選取的潤(rùn)濕液不恰當(dāng),,會(huì)產(chǎn)生不易浸潤(rùn)表面的情況,,影響測(cè)試結(jié)果;
(3)測(cè)試粉末狀材料時(shí),,當(dāng)粉末完全浸入液體中,必須完全排除其氣泡,,才能確定其所排除的體積,此時(shí)需要采用煮沸來(lái)排除其氣泡,,并要使用恒溫水浴排除溫度影響,,操作起來(lái)做不到簡(jiǎn)單易行,,易出紕漏,且計(jì)算過(guò)程易受到操作誤差的影響,;
(4)由于操作步驟多,涉及的問(wèn)題節(jié)點(diǎn)多,,不同操作者的操作熟練程度不同和手法不同,,會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性;
2.氣體容積法(氦氣置法):
適用:適用于各類粉體,、片狀、塊狀材料,,尤其適合于多孔材料,。
原理:以氣體取代液體測(cè)定樣品所排出的體積,。氣體能參入樣品中極小的孔隙和表面的不規(guī)則空陷,因此測(cè)出的樣品體積更接近樣品的真實(shí)體積,,從而可以用來(lái)計(jì)算樣品的密度,,測(cè)試值更接近樣品的真實(shí)密度。
方法:將試料置于真密度測(cè)試儀中,用氦氣作介質(zhì),在測(cè)量室逐漸加壓到一個(gè)規(guī)定值,然后氦氣膨脹進(jìn)入膨脹室內(nèi),兩個(gè)過(guò)程的平衡壓力由儀器自動(dòng)記錄,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)球校準(zhǔn)測(cè)量室和膨脹室的體積后,再確定試料的體積,計(jì)算出真密度,。
優(yōu)點(diǎn):
(1)此法排除了浸液法對(duì)樣品溶解的可能性,,具有不損壞樣品的優(yōu)點(diǎn)。
(2)采用氦氣代替浸潤(rùn)液,,利用氦氣是小分子直徑惰性氣體,具有易擴(kuò)散,、滲透性好,、穩(wěn)定性好的特點(diǎn),迅速深入到材料的內(nèi)部孔隙中,,對(duì)常規(guī)方法無(wú)法測(cè)量的材料孔隙和不規(guī)則表面凹陷等均可迅速填充,測(cè)量出的樣品體積與密度瓶法比較,,會(huì)更加接近樣品的真實(shí)體積,從而使得樣品的真密度值更加貼近真實(shí)值,。
(3)采用該法的真密度分析儀不會(huì)發(fā)生與材料反應(yīng)的問(wèn)題,不會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕,,使用過(guò)程中安全系數(shù)高,且樣品不會(huì)被污染可以直接回收,,有利于貴重樣品測(cè)試后的回收,。采用這種方法的儀器操作更加簡(jiǎn)單,,測(cè)試時(shí)間更短,,測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確,重復(fù)性更好,,目前國(guó)內(nèi)已有廠家生產(chǎn),并已被納入到部分行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中,。
真密度是材料學(xué)的重要參數(shù),涉及的領(lǐng)域廣泛:有陶瓷,、催化劑,、濾材、核燃料,、石油化工、土壤,、肥料,、炭黑、焦炭,、纖維、礦物,、制藥,、化妝品、水泥,、粉末食品,、干燥劑,、粉末金屬、離子交換樹酯,、硅膠,、氧化鋁、二氧化鈦,、固體泡沫等。
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