一種非損傷液氮測定多孔陶瓷材料氣孔率的方法
2023-12-10 10:21:22
專利名稱：一種非損傷液氮測定多孔陶瓷材料氣孔率的方法
技術領域：
本發明屬於多孔陶瓷氣孔率測試的領域，特別涉及一種非損傷液氮測氣孔率的方法。
背景技術：
氣孔率是陶瓷包括多孔陶瓷在內的基本屬性。就這點而言，氣孔率的測量在表徵陶瓷性能的方面中有重要作用。目前，兩方面的研究是和氣孔率的特點相關的。首先，它可以告訴人們陶瓷的生產技術，這其中包括很多因素，例如原料類型、成型技術、燒結溫度等， 它們都有可能對陶瓷的氣孔率有影響。其次，它還可能告訴人們該材料的特性。一些工程實驗都表明，陶瓷包括多孔陶瓷在內的性能受氣孔率的影響。這些特性包括強度、滲透性、 熱絕緣性、抗磨性和抗熱震性。研究表明氣孔率對多孔陶瓷材料的性能有重要作用。一方面，氣孔率成為多孔陶瓷燒結溫度的參考依據，可以用來確定功能製品的等級和對比陶瓷生產技術過程中使用的材料不同和相似之處。另一方面，氣孔率成為陶瓷部件功能的參考依據。同時，一些學者提出，陶器的生產技術也可能會對陶瓷的氣孔率產生影響。過去，大多數學者採用煮沸法或真空法來測量陶瓷的氣孔率，但是這些不同的方法，應用於多孔陶瓷在內測量氣孔率方面存在著一些問題，包括對陶瓷碎片或陶瓷碎片中殘留的無機物造成損傷，質量損失造成誤差，需要專門化的設備以及操作時間長或者使用危險性的材料。為了避免這些，本發明採用一種非損傷性液氮測氣孔率的方法。這種方法是基於試樣在液氮中浸泡的方法，既不會對試樣造成損傷，也不要昂貴的設備。
發明內容
本發明的目的是提供一種非損傷性液氮測氣孔率的方法，包括如下步驟(I)乾燥試樣質量D的測量；所述乾燥試樣質量D的測量，是將放入銅絲網籃的乾燥試樣懸掛在裝有液氮的杜瓦瓶的上方，待試樣被冷卻後，記錄此時質量D ;(2)飽和試樣在液氮中的質量S的測量；所述飽和試樣在液氮中的質量S的測量，是將冷卻後放入銅絲網籃的試樣完全浸沒到液氮中，待液氮中試樣的質量的讀數保持不變時，記錄此時質量S ；(3)飽和試樣自液氮中取出瞬間在空氣中質量W的測量；所述飽和試樣取出瞬間在空氣中質量W的測量，是將裝著充滿液氮的飽和試樣的銅絲網籃從液氮中取出，置於空氣中，分別記錄不同時刻如5s、10s、15s和20s試樣的質量 W5> W10> W15和W2tl,以時間為橫坐標，對應時刻的量為縱坐標，通過做圖來求得O時刻的質量 W0,即取出瞬間飽和試樣空氣中試樣質量W ；(4)氣孔率的計算；採用阿基米德原理，根據公式1-1計算
權利要求
1.一種非損傷液氮測定多孔陶瓷材料氣孔率的方法，其特徵在於，該方法步驟如下，(1)乾燥試樣質量D的測量；所述乾燥試樣質量D的測量，是將放入銅絲網籃的乾燥試樣懸掛在裝有液氮的杜瓦瓶 的上方,待試樣冷卻後,記錄此時質量D ；(2)飽和試樣在液氮中的質量S的測量；飽和試樣在液氮中的質量S的測量，是將冷卻後放入銅絲網籃的試樣完全浸沒到液氮 中，待液氮中試樣的質量的讀數保持不變時，記錄此時質量S ；(3)飽和試樣自液氮中取出瞬間在空氣中質量W的測量；所述飽和試樣取出瞬間在空氣中質量W的測量，是將裝著充滿液氮的飽和試樣的銅絲 網籃從液氮中取出，置於空氣中，分別記錄不同時刻如5s、10s、15s和20s試樣的質量W5、 W10>ff15和W2(l，以時間為橫坐標，對應時刻的質量為縱坐標,通過做圖來求得0時刻的質量I， 即取出瞬間飽和試樣空氣中試樣質量W ；(4)氣孔率的計算；採用阿基米德原理，根據公式1-1計算 W -D
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，阿基米德原理適用於液氮測氣孔率方法， 所用液體為液氮。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述試樣的表面不得帶有裂紋等損傷痕跡。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述試樣的冷卻時間為5 10s。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述飽和試樣浸沒時間為3 30min。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，飽和試樣表面的氮氣不會對試樣造成損 傷和汙染。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，飽和試樣在空氣中質量的減少和時間變 化成線性關係。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，杜瓦瓶上方的塞子是開有可以讓懸掛試 樣通過的小孔。
全文摘要
本發明公開了屬於氣孔率測量領域的一種非損傷的液氮測定氣孔率的方法，其方法是，首先將乾燥試樣懸掛在裝有液氮的杜瓦瓶的上方，待試樣冷卻後，稱量乾燥試樣質量D；其次，將冷卻後試樣完全浸沒到液氮中，待液氮中試樣質量讀數保持不變時，記錄此時質量S；最後將充滿液氮的飽和試樣取出，置於空氣中，記錄不同時刻對應的質量，以時間為橫坐標，對應時刻的質量為縱坐標，通過做圖來求得從液氮中取出試樣瞬間在空氣中質量W，利用阿基米德原理計算氣孔率。此方法簡單易操作，同時不易對強度不高及碎片類型的試樣造成損傷，該過程中不涉及危險性材料和不需要昂貴的設備。
文檔編號G01N15/08GK102607982SQ201210038860
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月21日 優先權日2012年2月21日
發明者任素娥, 劉建, 左蕊, 李冬梅, 李建新, 梁小平, 王化平, 王虹 申請人:天津工業大學