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Pesage des vides

La porosité peut être déterminée avec précision grâce au vide

Certains matériaux sont destinés à laisser passer de manière restreinte les gaz ou les liquides. D'autres ne doivent en aucun cas être poreux. Le vide aide à déterminer le niveau de porosité. BUSCH propose des pompes à vide adaptées aux processus de test.

Les filtres en céramique, tels que ceux utilisés dans l'industrie chimique, doivent avoir un niveau de perméabilité défini avec précision. Cela dépend de la taille et de la quantité de pores dans le matériau. Le volume de pore désiré est formé durant le frittage et la cuisson. Il en va de même avec les briques en argile réfractaire utilisées pour doubler les parois des cheminées et des fours à pizza. La porosité optimale est ici d'environ 20 pour cent du volume.

De l'hydrogène dans le bloc-moteur ?

Les pores dans le béton, les dalles ou la pierre naturelle, en particulier à l'extérieur, sont en revanche moins souhaitables. Les petits orifices permettent la pénétration d'eau, qui gèle par températures négatives et risque ainsi de faire éclater le matériau de construction. Des fissures peuvent également se former dans les blocs-moteurs en aluminium coulé si le matériau est trop poreux.

Dans ce cas, le responsable est l'hydrogène : le gaz se dissout très facilement dans l'aluminium liquide et forme des cavités dans le matériau lorsqu'il refroidit. Cet effet peut être évité ou minimisé durant le moulage en utilisant le vide.

Détermination précise des inclusions de gaz

Pour garantir la qualité, il est important de déterminer avec précision la porosité du matériau. Lors du coulage de l'aluminium, un échantillon de la matière en fusion est placé dans une petite chambre sous vide où il refroidit. Sous l'influence du vide, les inclusions de gaz gonflent pour atteindre près de dix fois leur taille initiale et elles sont souvent déjà clairement visibles dans une coupe transversale. La densité et la porosité peuvent être déterminées avec précision en pesant l'air et l'eau.

Avec les matériaux en céramique et les matériaux de construction, les blocs d'échantillon sont également soumis au vide qui aspire l'air hors des pores ouverts. L'eau peut ensuite pénétrer dans les pores. La différence de poids indique le degré de porosité. Des chambres sous vide de petite dimension sont suffisantes pour les dispositifs de contrôle. BUSCH propose une large gamme de pompes à vide de faible volume, chacune parfaitement adaptée aux différentes exigences.
Comment l'hydrogène pénètre-t-il dans le métal ?

Dans certains métaux, l'hydrogène se dissout comme le sucre dans le thé. Le degré de solubilité dépend de la température. Par exemple, 100 grammes d'aluminium liquide à température de coulage absorbent un centimètre cube d'hydrogène. Dans le cas du métal froid, cela correspond à peine à 0,05 centimètre cube, soit un vingtième.

Lorsque de l'hydrogène pénètre dans un métal en fusion, il provient généralement de l'humidité présente dans l'air. En raison de la chaleur de fusion, les molécules d'eau dans l'air sont décomposées en hydrogène et en oxygène. Les atomes d'hydrogène libérés sont absorbés par le métal liquide. Après avoir perdu la majeure partie de sa solubilité durant le refroidissement, l'hydrogène dissout se transforme à nouveau en gaz.

Avec l'aluminium, 95 pour cent du soluté subit cette transformation, causant des inclusions de gaz. Lorsque le matériau est sous contrainte, les atomes d'hydrogène dans le matériau peuvent commencer à migrer. Lorsqu'ils se rencontrent, ils se combinent pour former des molécules (2 H pour H2). Au cours du processus, le volume augmente de façon exponentielle par un facteur d'un millier ! Les contraintes se développent dans le métal et des fissurations dues à l'hydrogène peuvent survenir. Afin de préserver les processus de coulage de l'humidité, ils sont souvent réalisés dans une atmosphère de gaz inerte ou de vide.