Ocena otworów — Próżnia umożliwia precyzyjne określenie porowatości

Ocena otworów — Próżnia umożliwia precyzyjne określenie porowatości

Niektóre materiały mają w ograniczonym zakresie przepuszczać gazy lub ciecze. Inne w żadnych okolicznościach nie mogą być porowate. Próżnia pomaga określić stopień porowatości. Firma BUSCH oferuje odpowiednie pompy próżniowe do procesów testowania.
Porosity-determination-4.jpg

Filtry ceramiczne, takie jak stosowane w przemyśle chemicznym, muszą mieć ściśle określony poziom przepuszczalności. Zależy on od wielkości i ilości porów w materiale. Podczas spiekania i wypalania powstaje pożądana objętość porów. To samo dotyczy cegieł szamotowych używanych do wykładania kominków i pieców do pizzy. W tym przypadku optymalna porowatość wynosi około 20 procent objętości.

Wodór w bloku silnika?

Z drugiej strony pory w betonie, płytkach lub kamieniu naturalnym, zwłaszcza stosowanych na zewnątrz, są mniej pożądane. Małe otwory umożliwiają przenikanie wody, która następnie zamarza podczas mrozu, przez co może rozsadzić materiał budowlany. W przypadku nadmiernej porowatości materiału pęknięcia mogą również powstawać w blokach silników z odlewanego ciśnieniowo aluminium.

W tym przypadku jest to spowodowane przez wodór: gaz bardzo łatwo rozpuszcza się w ciekłym aluminium i podczas ochładzania tworzy puste przestrzenie w materiale. Efektowi temu można zapobiec lub zminimalizować go podczas odlewania, wykorzystując próżnię.

Precyzyjne określenie blokad gazowych

W celu zapewnienia jakości ważne jest dokładne określenie porowatości materiału. W przypadku odlewania ciśnieniowego aluminium próbkę stopionego metalu umieszcza się w małej komorze próżniowej, gdzie ulega chłodzeniu. W próżni pęcherzyki gazu zwiększają objętość około dziesięciokrotnie w stosunku do ich pierwotnego rozmiaru i często są już wyraźnie widoczne w przekroju poprzecznym. Gęstość i porowatość można dokładnie określić poprzez zważenie w powietrzu i wodzie.

W przypadku materiałów ceramicznych i materiałów budowlanych bloki próbek są również poddawane działaniu próżni, która wysysa powietrze z otwartych porów. Następnie dopuszcza się do wniknięcia wody do porów. Różnica mas wskazuje stopień porowatości. Na potrzeby urządzeń testujących wystarczające są małe komory próżniowe. Firma BUSCH oferuje szeroką gamę małych pomp próżniowych, z których każda jest optymalnie dostosowana do różnych wymagań.

W niektórych metalach wodór rozpuszcza się w sposób analogiczny, jak cukier w herbacie. Stopień rozpuszczalności zależy od temperatury. Przykładowo, 100 gramów ciekłego aluminium w temperaturze odlewania pochłania jeden centymetr sześcienny wodoru. W przypadku zimnego metalu jest to tylko 0,05 centymetra sześciennego, czyli jedna dwudziesta powyższej ilości.

Wodór dostający się do stopionego metalu zwykle pochodzi z wilgoci zawartej w powietrzu. Ciepło topnienia powoduje rozkład cząsteczek wody zawartych w powietrzu na wodór i tlen. Uwolnione atomy wodoru są pochłaniane przez ciekły metal. Po znaczącym obniżeniu rozpuszczalności wodoru podczas chłodzenia, rozpuszczony wodór zamienia się z powrotem w gaz.

W przypadku aluminium 95 procent substancji rozpuszczonej ulega tej przemianie, powodując powstanie uwięzionych pęcherzyków gazu. Kiedy materiał jest poddawany naprężeniom, zawarte w nim atomy wodoru mogą zacząć migrować. Kiedy się zetkną, łączą się, tworząc cząsteczki (2 H -> H2). W efekcie ich objętość rośnie skokowo tysiąckrotnie! W metalu powstają naprężenia i mogą występować tak zwane pęknięcia wodorowe. Aby chronić procesy odlewania przed wilgocią, często przeprowadza się je w atmosferze gazu obojętnego lub próżni.


Subskrybuj biuletyn „World of Vacuum"!
Subskrybuj teraz, aby otrzymywać najnowsze ciekawe wiadomości z branży urządzeń próżniowych.

SUBSKRYBUJ