Свойства пористых проникающих материалов (часть 3)   

   Коефіцієнт ізвілістості пір. Мінімальна довжина порових ліній у порах завжди дорівнює або більше товщини пористого тіла в напрямку фільтрації середовища. Це збільшення довжини пор у порівнянні з товщиною пористого тіла характеризує коефіцієнт звивистості пор: аизв.=lп/l.

   Для тіла, утвореного сферичними частками одного діаметра, теоретично показано, що коефіцієнт звивистості пор міняється від 1,065 до 1,0 при зміні пористості від 0,259 до0,476. Для насадки сферичних часток одного діаметра коефіцієнт звивистості пор дорівнює 1,13 при пористості 0,425. Насадки сфер із часток різного діаметра з відношенням dч.mах/dч.min=1,8-3,0 при зміні пористості від 0,29 до 0,355 мають коефіцієнт звивистості пор 1,15–1,49.

   У реального пористого середовища коефіцієнт звивистості майже завжди більше, ніж в ідеальної. Це пояснюється дисперсністю порошків, перекручуванням форми часток у порівнянні зі сферичної й наявністю макрошорсткостей на поверхні пор. Зменшення пористості, ускладнення форми й збільшення дисперсності часток супроводжується ростом коефіцієнта звивистості (аизв). Звичайно значення коефіцієнта звивистості пор перебувають у межах 1,0-1,5 при зміні пористості від 0,84 до 0,26. Значенням пористості 0,3-0,4 відповідають значення коефіцієнта звивистості пор 1,3-1,2, відповідно.

   Коефіцієнт звивистості пор визначають або з геометричних міркувань (для пористих структур з відносно нескладною будовою порового простору), або за результатами виміру електричного опору електропровідної рідини, що заповнює пори неелектропровідного матеріалу.

   Розміри пор. Розподіл пор по розмірах звичайно підлегло одному з наступних законів: нормальний розподіл або логарифмічно нормальний розподіл. Розподіл пор по розмірах використовують для визначення таких розповсюджених характеристик, як максимальний і середній розміри пор.

   Найпоширеніші методи визначення розмірів пор наступні: вдавлення ртуті, витиснення рідини з пор, дослідження мікрофотографій.

   Метод вдавлення ртуті заснований на властивості ртуті не змочувати багато твердих тіл. Для заповнення обсягу пор тіла ртуттю із крайовим кутом змочування, що перевищує 90°, необхідно зовнішнім тиском перебороти опір поверхневих сил (сил капілярного опору). По відомому тиску вдавлення ртуті в пори р, поверхневому натягу для ртуті σі крайовому куту змочування θ на границі роздягнула фаз ртуть — поверхня пор визначають розмір пор по наступній формулі, думаючи, що вони мають у перетині форму кола: dп = 4σcos θ/p.

По розмірі пор і масі ртуті, що ввійшла в пори даного розміру, визначають їхню кількість.

Змінюючи тиск, можна визначити розподіл пор по розмірах.

Метод витиснення рідини з пор, як і метод вдавлення ртуті, заснований на використанні сил капілярної взаємодії. Для визначення розмірів пор по тій же формулі вільний обсяг пористого зразка попередньо заповнюють змочувальною рідиною (спирт, вода й ін.), а потім визначають тиск газу, необхідне для витиснення рідини з пор. Якщо одночасно врахувати витрату газу через пори, що відкрилися, то можна визначити кількість пор даного розміру. Послідовно збільшуючи тиск, можна знайти розподіл пор по розмірах.

При визначенні середнього розміру пор цим методом приймають у формулі θ=0 через відсутність щирих значень.

Питома поверхня пір. Питому поверхню пор визначають декількома методами, з яких найбільше поширення одержали: дослідження: шліфів (мікрофотографій) пористого матеріалу, адсорбція газів, фільтрація газів, ртутна порометрія й ін.

Похожие записи:
  • Свойства пористых проникающих материалов (часть 1)
  • Свойства пористых проникающих материалов (часть 2)
  • Выдавливание пористых изделий из порошковых металлов
  • Физические свойства порошковых металлов
  • Спекание однокомпонентных систем (часть 2)
  •