Porozymetria

Porozymetria to technika analityczna stosowana do określania różnych wymiernych aspektów porowatej struktury materiału , takich jak średnica porów , całkowita objętość porów , pole powierzchni oraz gęstość nasypowa i bezwzględna .

Technika ta polega na wprowadzeniu niezwilżającej cieczy (często rtęci ) pod wysokim ciśnieniem do materiału za pomocą porozymetru . Wielkość porów można określić na podstawie ciśnienia zewnętrznego potrzebnego do wtłoczenia cieczy do porów wbrew przeciwnej sile napięcia powierzchniowego cieczy .

Równanie równowagi sił, znane jako równanie Washburna dla powyższego materiału mającego cylindryczne pory, podano jako:

${\ Displaystyle P_ {L} -P_ {G} = - {\ Frac {4 \ sigma \ cos \ theta} {D_ {P}}}}$

${\ Displaystyle P_ {L}}$ = ciśnienie cieczy

${\ Displaystyle P_ {G}}$ = ciśnienie gazu

${\ Displaystyle \ sigma}$ = napięcie powierzchniowe cieczy

${\ Displaystyle \ theta}$ = kąt zwilżania wtargnięcia płyn

${\ displaystyle D_ {P}}$ = średnica porów

Ponieważ technikę tę zwykle przeprowadza się w próżni , początkowe ciśnienie gazu wynosi zero. Kąt zwilżania rtęci z większością ciał stałych wynosi od 135° do 142°, zatem bez większego błędu można przyjąć średnią wynoszącą 140° . Napięcie powierzchniowe rtęci w temperaturze 20°C w próżni wynosi 480 mN / m . Po różnych podstawieniach równanie ma postać:

${\ Displaystyle D_ {P} = {\ Frac {1470 \ {\ tekst {kPa}}} P_ {L} \ cdot \ mu {\ tekst {m}}}} }$

Wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta skumulowana objętość porów. Ze skumulowanej objętości porów można znaleźć ciśnienie i średnicę porów, do których dodano 50% całkowitej objętości, aby uzyskać średnią średnicę porów.

Zobacz też

• Teoria BET , pomiar powierzchni właściwej
• Ewapoporometria
• Porowatość
• Metal drzewny , również wtryskiwany w celu impregnacji struktury porów i repliki