测定孔隙 | Busch 中国

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测定孔隙

利用真空可以精确地测定孔隙率

有些材料允许气体或液体在有限范围内通过。其他材料在任何情况下都不能有孔洞。真空有助于确定孔隙率。Busch 普旭为测试工艺提供合适的真空泵。

陶瓷过滤器,例如在化工行业中使用的过滤器,必须具有精确限定的渗透率。这主要取决于材料中孔隙的大小和数量。在烧结和烧制过程中形成所需的孔隙体积。用于壁炉和比萨饼烤箱的耐火粘土砖也同样如此。这些应用中的最佳孔隙率约为材料体积的 20%。

发动机缸体中有氢气?

混凝土、瓷砖或(特别是户外的)天然石材中的孔隙并不太理想。水可以渗入这些小裂隙,在霜冻时会被冻结,从而导致建筑材料开裂。如果压铸铝质发动机缸体所用的材料孔隙太多,也会产生裂纹。

之所以发生这种情况,主要是由氢气引起的:这种气体非常容易溶解在液态铝中,并在这种材料料冷却时形成空腔。在铸造过程中,可以利用真空来防止或减少这种影响。

精确测定气锁

为了保证质量,准确确定材料的孔隙率非常重要。在铝质压铸件中,熔融金属的样品被放置在一个很小的真空室中进行冷却。在真空中,气锁膨胀到原来的十倍左右,在横截面图像中往往已经清晰可见。密度和孔隙率可以通过在空气和水中称重来精确确定。
对于陶瓷材料和建筑材料,样品块也会受到真空的作用,开放孔隙中的空气会被真空抽走。然后水就能渗入孔隙中。重量的差异将显示出孔隙率的高低。小型真空室足以满足测试装置的需求。Busch 普旭提供多种能够满足不同需求的小型真空泵。
阅读更多:氢气如何进入金属的?

在一些金属中,氢气就像糖一样很容易溶解在茶中。溶解度取决于温度的高低。例如,100 克液态铝在铸造温度下可以吸收 1 立方厘米的氢气。如果是冷金属,则只会吸收 0.05 立方厘米,也就是二十分之一立方厘米。

当氢气进入熔融金属时,它通常来自空气中的水分。熔融的热量导致空气中的水分子分解成氢气和氧气。释放出的氢原子被液态金属吸收。当它在冷却过程中失去了其大部分溶解度后,溶解的氢又变成了气体。

对于铝而言,95% 的溶质都会发生这种转变,造成气锁效应。当这种材料受到应力时,材料中的氢原子就会开始移位。当它们相遇时,就会结合成分子 (2 H  H2)。在这个过程中,他们的体积会以千倍的速度飞速增长! 金属中会产生应力,从而形成所谓的氢致裂纹。为了使铸造工艺远离湿气,通常在惰性气体气氛或真空下进行铸造。