Массовая плотность частиц
 | Эта статья включает список литературы , связанную литературу или внешние ссылки , но ее источники остаются неясными, поскольку в ней отсутствуют встроенные цитаты . ( сентябрь 2016 г. ) |
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( сентябрь 2016 г. ) |
Массовая плотность частиц или плотность частиц материала (например, твердых частиц или порошка ) — это массовая плотность частиц, составляющих порошок. Плотность частиц отличается от объемной плотности , которая измеряет среднюю плотность большого объема порошка в определенной среде (обычно в воздухе ).
Плотность частиц является относительно четко определенной величиной, так как не зависит от степени уплотнения твердого тела, тогда как насыпная плотность имеет разные значения в зависимости от того, измеряется ли она в свободно оседлом или уплотненном состоянии (насыпная плотность).
Однако доступны различные определения плотности частиц, которые различаются тем, включены ли в объем частицы поры и включены ли пустоты.
Измерение
[ редактировать ]Измерение плотности частиц можно выполнить несколькими способами:
Принцип Архимеда
[ редактировать ]Порошок помещают в пикнометр известного объема и взвешивают. Затем пикнометр . наполняют жидкостью известной плотности, в которой порошок не растворяется Объем порошка определяют по разнице между объемом, показанным пикнометром, и объемом добавленной жидкости (т.е. объемом вытесненного воздуха). Подобный метод, который не учитывает объем пор, заключается в том, чтобы суспендировать известную массу частиц в расплавленном воске известной плотности, дать возможность пузырькам выйти наружу, дать воску затвердеть, а затем измерить объем и массу воска/частиц. кирпич.
Взвесь порошка в жидкости известной плотности также можно использовать с ареометром для измерения плотности частиц по плавучести .
Другой метод, основанный на плавучести, заключается в измерении веса образца в воздухе, а также в жидкости известной плотности.
Можно также приготовить столб жидкости с градиентом плотности: в столбце должна быть жидкость непрерывно меняющегося состава так, чтобы максимальная плотность (внизу) была выше, чем у твердого тела, а минимальная плотность была ниже. Если позволить небольшому образцу порошка осесть в этой колонне, он остановится в точке, где плотность жидкости равна плотности частиц.
Объемное измерение
[ редактировать ]Газовый пикнометр можно использовать для измерения объема образца порошка. Образец известной массы загружают в камеру известного объема, соединенную закрытым клапаном с газовым резервуаром также известного объема, находящимся под более высоким давлением, чем в камере. После открытия клапана конечное давление в системе позволяет определить общий объем газа с помощью закона Бойля .
Ртутный порозиметр — прибор, позволяющий определить общий объем порошка, а также объем пор разного размера: порошок известной массы погружают в ртуть. При атмосферном давлении ртуть не проникает в межчастичные пространства и поры образца. При повышении давления ртуть проникает в поры все меньшего и меньшего размера, причем зависимость между диаметром пор и давлением известна. Затем можно создать непрерывную зависимость давления от объема, что позволяет получить полную характеристику пористости образца.