化学産業で使用されるようなセラミックフィルターには、厳密に定められたレベルの透過率が必要となります。透過率は、材料中の気孔の大きさと数によって決まります。所定の容積の孔を作るのは、焼成、焼結の工程です。たとえば、暖炉やピザ窯に使われる耐火レンガもこのような工程を経て作られます。この場合の最適な気孔率は、体積の約20%です。
エンジンブロック内に水素？
一方で、コンクリート、タイル、または天然石の場合、特に屋外で利用するものに気孔は望ましくありません。小さな穴から浸透した水が寒くなったときに凍結して膨張し、建築資材の破損につながる恐れがあります。アルミダイカスト製のエンジンブロックも、材料に気孔が多すぎれば亀裂が生じます。この亀裂の原因は水素です。液体アルミニウムには極めて簡単に水素ガスが溶け込み、冷却によって材料に空洞が形成されます。この影響は、鋳造時に真空を利用することによって防止、あるいは最小限に抑えることができます。
内包されたガスを正確に測定
品質保証のためには、材料の気孔率を正確に把握することが重要です。アルミニウムのダイカストでは、溶融金属のサンプルを小型の真空チャンバーに入れて冷却します。真空状態に置かれることで内包されたガスが元のサイズの約10倍に膨らみ、多くの場合は断面画像でもはっきりと見えるようになります。密度や気孔率は、空気中および水中で計量することで正確に測定することができます。セラミック素材や建築資材の場合、サンプルブロックを真空下で、開いた気孔から空気を吸い出します。その後、その気孔に水を浸透させます。そのときの重量差が気孔率を示します。テスト装置には小型の真空チャンバーで十分です。Busch はさまざまな要件に合わせて最適化された小容量の真空ポンプを幅広くご用意しています。