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產品詳細頁
全自動真密度測試儀

全自動真密度測試儀

  • 產品型號:GCZM-I
  • 更新時間:2019-11-30
  • 產品介紹:全自動真密度測試儀應用阿基米德原理—氣體膨脹置換法,利用小分子直徑的惰性氣體(He)在一定條件下的玻義爾-馬略特定律(PV=nRT),通過測定由于樣品測試腔放入樣品所引起的樣品測試腔氣體容量的減少來精確測定樣品的真實體積,從而得到其真密度,真密度=質量/真實體積。
  • 在線留言 010-57223838

產品介紹

目  錄

1. 技術背景知識 1

1.1. 密度及相關概念 1

1.1.1. 真實密度 2

1.1.2. 表觀密度 2

1.1.3. 體積密度 3

1.1.4. 堆積密度 3

1.2. 孔隙率 4

1.3. 空隙率 4

2. 密度測量方法 5

3. 全自動真密度儀原理 6

4. 儀器參數 7

5. 功能簡介 8

6. 與國外產品技術對比分析 8

7. 儀器特點 8

8. 全自動真密度儀產品優點 9

9. 應用領域 9

10. 參考資料 9

11. 供應商信息 9

 

 

 

1. 技術背景知識

1.1. 密度及相關概念

在物理學中,密度是指某種物質的質量與該物質體積的比值,其公式為:

ρ = m / V

ρ物質的密度,kg/m3;

m物質的質量,kg;

V物質的體積,m3。

密度是物質的物理特性之一,不同物質的密度一般不同,反映了不同物質的不同性質,因此,可以根據密度來鑒別物質。密度不隨物質形狀和空間地理位置的變化而變化,但因物質的狀態、溫度、壓強的改變改變。例如,水的三種狀態冰、水、水蒸汽密度不同;蒸汽鍋爐中,同樣是水蒸汽,因壓強不同,蒸汽密度也不同。

密度在使用過程中,由于應用領域不同,物質形態差異,對其體積的定義有較大的區別,例如,對于塊狀金屬,其體積為排開水的容積;對于玉米、小米等糧食,更關心其堆體積;而對于多孔材料,需要了解其骨架體積。為此,需要對體積進行嚴格的定義。根據應用需求,體積可分為密實體積、自然體積和堆體積三類。

(1) 密實體積

密實體積是指密實狀態下的體積,即指構成材料的固體物質本身的體積。例如:翡翠、鋼板、瑪瑙、橡膠等。

(2) 自然體積

自然體積是指自然狀態下的體積,即指固體物質的體積與全部孔隙體積之和。例如:面包,表面有象蜂窩一樣的開孔,內部則是如同氣泡一樣的封閉孔。類似材料很多,木頭、透氣磚、分子篩、活性炭、泡沫等。

(3) 堆積體積

堆積體積是指自然狀態下的體積與顆粒之間的空隙之和。日常生活中常見,例如:糧食、水泥、土壤等。

密度的相關概念,如體積密度、表觀密度、真密度等均與上述三個體積密切相關。以多孔材料為例,其體積包括開口孔隙、閉口孔隙和固體三部分,如下圖所示。深入材料內部,構成封閉狀,不與外界相通的孔為閉孔,所有的閉孔體積之和為閉口孔隙。一端在材料表面開口,另一端深入材料內部,稱為盲孔;一端在材料表面開口,穿過材料到另一端表面也存在開孔,稱為貫通孔;一端在材料表面開孔,深入材料內部后,又產生若干相通的分支,這些分支均通過主孔與材料表面相通,稱為交聯孔。盲孔、貫通孔和交聯孔都具有一個共性,即有一端與外界相通,所以這類孔統稱為開孔,由這些孔構成的開孔體積之和即為開口孔隙。

1固體  2閉口孔隙  3—開口孔隙(盲孔) 4—開口孔隙(交聯孔)  5—開口孔隙(貫通孔)

11多孔材料自然狀態下體積示意圖

有了上述的定義和基本知識,對一些概念的詮釋便容易理解。設多孔材料中的固體骨架部分的質量為m,由于開孔孔隙與閉口孔隙內填充的為氣體,其質量可忽略不計,即多孔材料總質量與固體骨架質量相等,也為m,固體物質構成的體積為V,閉口孔隙體積為V,開口孔隙體積為V。

1.1.1. 真實密度

真實密度簡稱真密度(true density),是指物質在密實狀態下單位體積的質量,其表達公式為:

ρt = m / V

ρt多孔材料的真實密度,kg/m3;

m多孔材料固體的質量,kg;

V多孔材料中固體骨架部分所占的體積,m3。

由公式可以看出,對于多孔材料單個顆粒而言,真密度是扣除開口孔隙和閉口孔隙體積后由物質骨架部分所占體積的質量,即材料在無孔狀態下的密度。對催化劑又稱骨架密度,它是單位體積催化劑骨架或固體部分(不包括顆粒之間間隙及顆粒內微孔體積)的質量。

由于苯、異丙醇等可以進入多孔材料除骨架以外的開孔中,因此可以用苯替代汞,采及排液置換法測定材料的真密度。但嚴格地講,苯不能進入多孔材料閉口孔隙和極微細的微孔中,所以苯測出的密度接近于真密度,如果需要精密地測定,需要將材料磨成粉末,破壞閉口孔隙,采用氦氣、氖氣或氬氣等不被材料吸附的惰性氣體以排氣置換法進行測定,通常采用真空容量法吸附裝置。

1.1.2. 表觀密度

表觀密度(apparent density)又稱視密度,是指多孔材料固體的質量與表觀體積之比,表觀體積是材料固體骨架部分所占體積加閉口孔隙所占體積,此體積即材料排開水的體積,其表達公式為:

ρa = m / (V+V)

ρa多孔材料的真密度,kg/m3;

m多孔材料固體的質量,kg;

V多孔材料中固體骨架部分所占的體積,m3,

V多孔材料中閉口孔隙所占的體積,m3。

1.1.3. 體積密度

體積密度(particle density)是指多孔材料在自然狀態下單位體積的質量,對單個顆粒而言,又稱為顆粒密度,表示單個顆粒包括顆粒內部開口孔隙和閉口孔隙體積在內的密度。其表達公式為:

ρp = m / (V+V+V)

ρp多孔材料的體積密度,kg/m3;

m多孔材料固體的質量,kg;

V多孔材料中固體骨架部分所占的體積,m3,

V多孔材料中開口孔隙所占的體積,m3,

V多孔材料中閉口孔隙所占的體積,m3。

1.1.4. 堆積密度

堆積密度又稱填充密度(bulk density),是散粒材料在規定裝填條件下單位體積的質量,因裝填條件不同又分為松裝密度和振實密度。12為實心顆粒和多孔顆粒在裝填狀態下的體積示意圖,其表達公式為:

ρ b = m / (V+V+V+V)

ρb實心顆?;蚨嗫最w粒的堆積密度,kg/m3;

m實心顆粒的質量或多孔顆粒固體的質量,kg;

V實心顆粒所占的體積或多孔顆粒固體骨架部分所占的體積,m3,

V多孔顆粒開口孔隙所占的體積,m3,

V多孔顆粒閉口孔隙所占的體積,m3。

V實心顆?;蚨嗫最w粒之間空隙所占的體積,m3。

1固體  2閉口孔隙  3—開口孔隙  4—粒間空隙

12實心顆粒與多孔顆粒填充狀態下體積示意圖

對于同種物質,顆粒大小相同情況下,實心顆粒的堆積密度大于多孔顆粒的堆積密度,因為兩者占用的空間體積相同,但是質量不同,如同一個體積相同的鐵球和空心鐵球一樣。多孔顆粒內部由于具有開口孔隙和閉口孔隙,導致其不“密實”。堆積密度經常用于玉米、小麥、大米、大豆、油菜籽等糧食作物的計量,此時又稱為容重,即單位體積的質量,主要強調某種物質占用的空間體積。堆積密度與真實密度、表觀密度、體積密度不同之處是加入了顆粒間的間隙,該間隙與顆粒的形狀、大小等有關。

為了更清晰地對各密度加以區分,對它們對應的體積進行了詳細的對比,如13所示。

13各種密度對應體積對比圖

1.2. 孔隙率

孔隙率(porosity)是指多孔材料中孔隙體積與自然狀態下的體積之比的百分率。此處的孔隙體積是指多孔材料內部的開口孔隙和閉口孔隙,即針對材料內部孔、洞而言,不涉及顆?;蚍勰┎牧现g的空隙,區別在于內部“孔”和粒間“空”??紫堵实谋磉_公式為:

εp = (V+V) / (V+V+V)

εp多孔材料的孔隙率,%;

V多孔顆粒開口孔隙所占的體積,m3,

V多孔顆粒閉口孔隙所占的體積,m3。

V實心顆粒所占的體積或多孔顆粒固體骨架部分所占的體積,m3。

孔隙率又分為開口孔隙率和閉口孔隙率。

開口孔隙率是指多孔材料中口孔隙的體積與材料在自然狀態下的體積之比的百分率,有時又指材料中能被水飽和(即被水所充滿)的孔隙體積與材料在自然狀態下的體積之比的百分率;閉口孔隙率是指多孔材料中口孔隙的體積與材料在自然狀態下的體積之比的百分率。兩者的表達式為:

開口孔隙率= V/ (V+V+V)

閉口孔隙率= V/ (V+V+V)

1.3. 空隙率

空隙率(void fraction)是指散粒材料在自然堆積狀態下,其中的空隙體積與散粒材料在自然狀態下的體積之比的百分率。依據12,多孔顆??障堵实谋磉_公式為:

εB = (V+V)/ (V+V+V+V)

實心顆??障堵实谋磉_公式為:

εB =V/ (V+V+V+V)

εB顆粒材料的空隙率,%;

V多孔顆粒開口孔隙所占的體積,m3,

V多孔顆粒閉口孔隙所占的體積,m3。

V實心顆粒所占的體積或多孔顆粒固體骨架部分所占的體積,m3。

V實心顆?;蚨嗫最w粒之間空隙所占的體積,m3。

實心顆??障堵逝c多孔顆??障堵实膮^別在于是否考慮了多孔顆粒內部的開口孔隙體積,由于實心顆粒為密實狀態,沒有內部孔隙,因此,其空隙率為顆粒之間的空隙與堆積體積之比的百分率,而多孔顆粒由于具有內部開口孔隙和閉口孔隙,其空隙率表現為顆粒之間的空隙體積與多孔顆粒內部的開口孔隙體積之和相對于堆積體積之比。

2. 密度測量方法

21各種密度測量原理及測量方法統計表

密度種類

真實密度

表觀密度

體積密度

堆積密度

松裝密度

振實密度

測量方法

氣體置換法(排氣法)

氣體置換法(排氣法)

汞置換法(排液法)

漏斗法

振動法

比重瓶法(排液法)

比重瓶法(排液法)

蠟封法(排液法)

振動漏斗法

 

浸漬法(排液法)

浸漬法(排液法)

 

斯柯特容量計法

 

懸吊法(排液法)

懸吊法(排液法)

 

 

 

測量原理

阿基米德原理

阿基米德原理

阿基米德原理

 

 

22關于密度測量的相關標準對比表

序號

執行標準代號

標準中文名稱

標準性質

測試原理

1

EJ/T 898-1994

二氧化鈾粉末振實密度的測定

核工業標準

排水法

2

GB 5060-1985

金屬粉末松裝密度的測定第二部分斯柯特容量計法

國家標準

斯柯特容量計法

3

GB 6522-1986

氧化鋁粉末松裝密度的測定

國家標準

排水法

4

GB/T 1033.1-2008

塑料非泡沫塑料密度的測定第1部分浸漬法、液體比重瓶法和滴定法

國家標準

排水法

5

GB/T 10799-2008

硬質泡沫塑料開孔和閉孔體積百分率的測定

國家標準

排氣法

6

GB/T 13566.1-2008

肥料堆密度的測定第1部分:疏松堆密度

國家標準

排水法

7

GB/T 1479.1-2011

金屬粉末松裝密度的測定第1部分漏斗法

國家標準

排水法

8

GB/T 1479.2-2011

金屬粉末松裝密度的測定第2部分:斯柯特容量計法

國家標準

排水法

9

GB/T 16913-2008

粉塵物性試驗方法

國家標準

排水法

10

GB/T 1713-2008

顏料密度的測定比重瓶法

國家標準

排水法

11

GB/T 18856

GB/T 18856《水煤漿試驗方法》分為7個部分,本部分為GB/T 18856的第6部分。代替GB/T 18856.9-2002《水煤漿質量試驗方法 第9部分:水煤漿密度測定方法》

國家標準

排水法

12

GB/T 208-94

水泥密度測定方法

國家標準

排水法

13

GB/T 21354-2008

粉末產品振實密度測定通用方法

國家標準

排水法

14

GB/T 217-2008

煤的真相對密度測定方法

國家標準

排水法

15

GB/T 23561.2-2009

煤和巖石物理力學性質測定方法第2部分:煤和巖石真密度測定方法

國家標準

排水法

16

GB/T 23652-2009

塑料氯乙烯均聚和共聚樹脂振實表觀密度的測定

國家標準

排水法

17

GB/T 24203-2009

炭素材料真密度、真氣孔率測定方法煮沸法

國家標準

排水法

18

GB/T 24528-2009

炭素材料體積密度測定方法

國家標準

排水法

19

GB/T 24586-2009

鐵礦石表觀密度、真密度和孔隙率的測定

國家標準

排氣法

20

GB/T 4511.1-2008

焦炭真相對密度、假相對密度和氣孔率的測定方法

國家標準

排水法

21

GB/T 5061-1998

金屬粉末松裝密度的測定第3部分振動漏斗法

國家標準

排水法

22

GB/T 5071-1997

耐火材料真密度試驗方法

國家標準

排水法

23

GB/T 5162-2006

金屬粉末振實密度的測定

國家標準

排水法

24

GB/T 533 -2008

硫化橡膠或熱塑性橡膠密度的測定

國家標準

排水法

25

GB/T 6155-2008

碳素材料真密度和真氣孔率測定方法

國家標準

排水法

26

GB/T 6373-2007

表面活性劑表觀密度的測定

國家標準

排水法

27

GB/T 8330-2008

離子交換樹脂濕真密度測定方法

國家標準

排水法

28

GB/T 8929

GB/T8929-2006原油水含量的測定蒸餾法

國家標準

排水法

29

GB/T 9966

GB/T9966.3-2001 天然飾面石材試驗方法第3部分:體積密度、真密度、真氣孔率、吸水率試驗方法

國家標準

排水法

30

JB/T 7984.3-2001

普通磨料密度的測定

機械標準

排水法

31

QB/T 1010-1999

陶瓷材料、顏料真密度的測定

輕工標準

排水法

32

SJ/T 10215-1991

磁性氧化物粉末密度測定松裝密度的測定-振動漏斗法

電子標準

排水法

33

SJ/T 10216-1991

磁性氧化物粉末密度測定振實密度的測定

電子標準

排水法

34

SL237-004-1999

密度試驗 SL237-004-1999

比重試驗 SL237-005-1999

水利標準

排水法

35

YB/T 5300-2009

瀝青焦真比重的測定方法

黑色冶金標準

排水法

36

YS/T 617.8-2007

鋁、鎂及其合金粉理化性能測定方法第8部分:松裝密度的測定

有色冶金標準

排水法

37

 

道路材料試驗公路與橋梁專業

 

排水法

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