Vejning af huller – Porøsitet kan bestemmes nøjagtigt vha. vakuum

Vejning af huller – Porøsitet kan bestemmes nøjagtigt vha. vakuum

Nogle materialer er beregnet til at lade gasser eller væsker passere igennem i begrænset omfang. Andre må under ingen omstændigheder være porøse. Vakuum er med til at bestemme graden af porøsitet. BUSCH producerer vakuumpumper til testprocesser.
Porosity-determination-4.jpg

Keramiske filtre f.eks. som dem, der bruges i den kemiske industri, skal have en præcist defineret permeabilitet. Den afhænger af størrelsen og mængden af porer i materialet. Den ønskede porøsitet dannes under sintring og opvarmning. Det samme gælder de lermursten, der anvendes til beklædning i pejse og pizzaovne. Her er den optimale porøsitet ca. 20 % af volumenen.

Brint i motorblokken?

Porer i beton, fliser eller natursten, især til udendørs brug, er på den anden side mindre ønskværdige. Der kan trænge vand ind igennem de små porer, og da vand tilfryser i frostvejr, kan der opstå sprængninger i bygningsmaterialet. Der kan også dannes revner i trykstøbte motorblokke i aluminium, hvis materialet er for porøst.

Det skyldes i så fald brint: Gassen opløses meget nemt i flydende aluminium og danner hulrum i materialet under nedkølingen. Dette kan dog hindres eller minimeres ved at bruge vakuum under støbningen.

Præcis bestemmelse af gasbobler

Af hensyn til kvalitetssikringen er det vigtigt at kunne fastsætte et materiales porøsitet nøjagtigt. Ved aluminiumstrykstøbning placeres en prøve af det smeltede metal i et lille vakuumkammer, hvor den køles ned. Under vakuum forstørres gaslommerne op til ca. 10 gange deres oprindelige størrelse, hvorefter de ofte allerede på et tværsnitsbillede kan ses tydeligt. Densiteten og porøsiteten kan bestemmes helt nøjagtigt ved at veje luft og vand.

Ved keramiske materialer og bygningsmaterialer udsættes prøveblokkene også for vakuum, der suger luften ud af de åbne porer. Derefter får vand lov til at trænge ind gennem porerne. Vægtforskellen angiver porøsitetsgraden. For at lave disse tests kan man bruge små vakuumkamre. BUSCH producerer en bred vifte af vakuumpumper med små volumener, som alle kan tilpasses forskellige krav optimalt.

I nogle metaller opløses brint som sukker i kaffen. Opløsningsgraden afhænger af temperaturen. F.eks. absorberer 100 g flydende aluminium ved støbetemperatur 1 cm³ brint. For kold metal er det kun 0,05 cm³, eller 1/20.

Når brint trænger ind i smeltet metal, kommer den oftest fra fugten i luften. Smeltevarmen får vandmolekylerne i luften til at splittes i brint og ilt. De frigivne brintatomer absorberes af det flydende metal. Når brinten har mistet det meste af sin opløselighed under nedkølingen, omdannes brinten igen til gas.

For aluminium sker denne transformation for 95 % af det opløste stof, hvilket giver gaslommerne. Når materialet udsættes for spændinger, kan brintatomerne i materialet begynde at vandre. Når de mødes, danner de molekyler (2 H -> H2). I denne proces vokser deres volumen i tigerspring og øges med en faktor 1.000! Der dannes spændinger i materialet, og der kan dannes såkaldte brintrevner. For at holde fugt væk fra selve støbeprocesserne udføres de ofte i en atmosfære med inertgas eller i et vakuum.


Tilmeld dig nyhedsbrevet "World of Vacuum"!
Tilmeld dig nu og hold dig selv opdateret med de seneste fascinerende nyheder fra vakuumverdenen.

TILMELD