Свойства пористых проникающих материалов (часть 1)   

   Пористі середовища характеризуються рядом параметрів, сукупність яких дає повне подання про властивості пористого матеріалу. До цих параметрів ставляться: пористість, її розподіл по обсязі матеріалу; вид пористості (відкритий, закритий, напіввідчинений або тупикова); просвіт; форма й коефіцієнт ізвілістості пор; розподіл пор по розмірах (середні й максимальні розміри пор); питома поверхня пір; стан поверхні пор; проникність і розподіл проникності по площі фільтрації пористого матеріалу; в’язкостний і інерційний коефіцієнти; механічний-механічні-фізико-механічні властивості пористого матеріалу.

      Характеристики структури.

   Пористість, просвіт. Пористісттю П називається відношення обсягу Vп порожнеч у матеріалі до його повного обсягу V. Пористість визначають по одній з формул: П = Vп/V, або П = (mн – m)/(ρж), де mн – маса насиченого рідиною матеріалу.

   Якщо відомий обсяг і маса пористого тіла, а також щільність компактного матеріалу, то пористість матеріалу визначають по формулі: П = 1 — ρ/ρк.

   Пори в матеріалах розділяють на три види: відкриті (пористість По ), тупикові (пористість Пт ) і закриті (пористість Пз ). Загальна пористість тіла складається із цих трьох видів пористості: П =По + Пз + Пт.

   Відкрита пора повідомляється з поверхнями пористого тіла й бере участь у фільтрації рідини або газу при наявності градієнта тиску на пористому тілі. Закрита пора не повідомляється з поверхнею пористого тіла й не бере участь у фільтрації рідини або газу. Частина пор з’єднується тільки з одною поверхнею пористого тіла, утворюючи тупикову пористість. Тупикові (напіввідчиненої або напівзакриті) пори при фільтрації частково заповнюються рідиною, але не впливають на проникність пористого матеріалу.

   Закриті й тупикові пори утворяться в результаті пластичної деформації часток порошку при високих тисках пресування, а також через наявність внутрішньої пористості часток.

   Частка тупикової й закритої пористості при П >0,18 становить 2–5% загальної пористості матеріалу. При П <0,18 ця частка зростає. При П =0,07-0,08 відкрита пористість практично зникає.

   Пористість окремих ділянок проникного виробу залежить насамперед від рівномірності розподілу часток по розмірах в обсязі шихти перед формуванням і від технологічних режимів обробки цих ділянок при пресуванні й спіканні.

   При одне- і двостороннім пресуванні шихти в прес-формах завжди спостерігають зміна пористості виробів у напрямку пресування. Наприклад, втулки, виготовлені цими способами, мають істотну нерівномірність пористості по висоті (до 80% від середньої), при цьому збільшення співвідношення висоти втулки до діаметра завжди збільшує нерівномірність розподілу пористості по висоті.

   Розподіл пористості в матеріалі можна визначити методом мікрофотографій, методом виміру витрати газу при його фільтрації через окремі ділянки пористої поверхні, розрізом матеріалу на окремі елементи з наступним визначенням пористості кожного з них і ін. методами.