多孔材料的密度测试方法探讨
第5期2002年9月PRACTICALMEASUREMENTTECHNOLOGY
实用测试技术No15Sept1,2002
多孔材料的密度测试方法探讨
汪仕元 雍志华 李 娟 陈兴林
(四川大学物理科学与技术学院实验物理教研室,成都610065)
摘要 测试不规则物体的密度常用排水法,但在测试多孔材料
(这里的孔隙是指肉眼看不见的微孔隙,如粉末冶金过滤器、含
,。,:材料
,孔隙又分为封闭(与外界不相(与外界相通)孔隙两部分。当多孔材料浸入水中时只有开口孔隙的相当一部分很快进水,经一段时间后趋于稳定。
为了方便处理,我们假设被水占部分孔隙的体积为V1,其余部分(实体部分和封闭孔隙部分以及未被水浸入的开口孔隙部分)的体积为V0,总体积为V,多孔材料在空气中的重量为W1,待渗水稳定后在水中称重为W2,在空气中称重(含有稳定的渗水量)为W3,多孔材料的密度为D,水的密度为D0(注:体积单位Cm3,重量单位g,密度单位g/Cm3)
由此我们可以得到:
V1=(W3-W1)/D0V0=(W1-W2)/D0V=V1+V0
(1)(2)(3)
油轴承等)密度时却存在水不断渗入,称量很难达到平衡,误差大的问题。物质作防水膜,响。,渗水量,,以期更精确地测定多孔材料的密度,这种方法易操作,精度高。可在多孔材料领域推广应用。关键词 测试方法 多孔材料 密度
1 前言
多孔材料在各个生产科研领域及人们生活中的应用越来越广泛。密度是多孔材料的一项极为重要的物理性能,对多孔材料的许多物理机械性能有着决定性的影响。而材料的多孔性又对密度测试的准确性(尤其是不规则物体)有着很大的影响。因此,准确测试多孔材料的密度是非常重要的。
常用阿基米得浮力定律来测试物体的密度。以汞为液体来测试多孔材料的密度具有许多优点:汞不易渗透进多孔材料的微孔中,使在汞液中称重变得容易而且准确。但是,汞对人体有害,长期在此环境中工作会严重影响人的健康。
以水为液体的优点是无毒,且价格低廉。但是水易渗入多孔材料的微孔中,使在水中称重变得难以确定,因而所测密度不准确。为了避免水进入多孔材料的微孔中常用某些物质(通常用高分子材料)作防水膜。但实践证明,防水膜难以完全防止渗水,尤其是形状复杂或者有深而且小的孔类零件,防水膜难以覆盖被测零件的所有内外表面;有时候可能因为防水膜太薄也会渗水,这就只好加厚防水膜,但这些防水膜材料本身的重量和体积对所测密度的影响是很大的。
-(W3-W1)/D0+(W1-W2)/D0 -(W3-W2)/D0
则 D=W1/V-W1/(W3-W2)/D0
-W1D0/(W3-W2)
(4)
这就是修正后的密度计算公式。该公式消除了多孔材料中所渗入的液体对密度测试的影响,从而使多孔材料的密度测试准确度得到了提高。
当V1=0时(即多孔材料中没有液体渗入),从公式(1)可得:
W3=W1 以此代入公式(4)可得:
D=W1/V-W1/(W3-W2)/D0D=W1D0/(W1-W2)
(5)
公式(5)就是人们很熟悉的排液法密度计算公式。由此可以看出,当多孔材料的孔隙很少,至少是开口孔隙很少时,渗入多孔材料中的液体极少甚至为零(即充分浸泡后的多孔材料的重量与浸泡前一样)时,就可直接用公式(5)来计算材料的密度。因此可以说公式(5)是公式(4)的一种特殊状态,在多孔材料的密度测试时
2 新方法的探讨
本文所介绍的是不用防水膜,允许多孔材料充分渗水并且测出所渗水的重量,修正用排水法测密度的
・16・
则要涂上防水膜。则公式(5)可写为
D孔=W1D0/(W1-W2)
(6)
泡水后在空气中的重量,D几:按几何尺寸计算体积所求出的密度,D无膜:按无膜水法所测得的密度,D涂膜:按涂膜法测得的密度。
如果我们称公式(6)为涂膜排水法密度测试公式,则公式(4)为无膜排水法密度测试公式。
表1、表2是几种方法测试密度的结果。
表1 几何计算密度和无膜排水法所测得的密度样编外径内径品号
规则形态样编品号
规则形态高度
W1W2W3D几D无膜3 结果分析
从表1、表2可见,无膜排水法所测得的密度比几何计算的密度略高,的密度略低处,。由于无,又在实,因而有理由相信这是一种适合于多孔材料密度测试的更为精确的方法。
要均匀、厚度适当地涂上防水膜是一项很难做好的工作。即麻烦又脏手,给测试工作者带来许多不便。而无膜排水法正好免除了这一麻烦、脏手的工作。
表2 外径
W2D几D涂膜4 结论
无膜排水法是一种能更精确地测量多孔材料密度的新方法,它操作简单,无污染,易于推广应用。
参
考
文
献
1 黄培云.粉末冶金原理.冶金工业出版社,1982(11):373～378
注:表1、2是运用两种密度计算公式所测密度的结果。
长度单位:C重量部位:密度单位:W1:样品在空气中的重量W2:样品浸饱水后在水中的重量,W3样品浸
测量三相电力电容器介质损耗角的一种方法
孟凡利
(山东电力学校,泰安271000)
摘要 介绍了用两只单相有功功率表测量三相电力电容器介
质损耗角的方法关键词 有功功率表 电力电容器 介质损耗角
实际电容器因有能量损耗,它的电流超前电压的
δ叫做相位角α不是90°而是比90°略小δ角,见图1。
δ叫做损耗因数。通常用C和tgδ表示介质损耗角,tg
电容器的特性,运行人员可根据δ的变化掌握电容器的安全运行情况。所以,介质损耗角是电容器的一项重要指标。笔者在实践中探索了一种用两只单相有功功率表测量三相电力电容器介质损耗角的方法。
由于三相电力电容器具有对称性,每相可用R、C
α略小于90°串联作为其电路模型,设其导纳角为α(,
且呈容性)。为防止W2反偏,将W2的电流线圈的发电机端接至电容器侧。
)=ULILcos(30°)P1=UABIAcos(α-30°-α)=ULILcos(150°)P2=UCBICcos(150°-α-α式中 UL—线电压,IL—线电流。
)+ULILcos(150°)=ULILsinα∴P1+P2=ULILcos(30°-α-α)-ULILcos(150°)P1-P2=ULILcos(30°-α-α
=ULILcosα
由此看出,两有功功率表的读数之和乘以即为该三
相电路的无功功率,两有功功率表的读数之差即为该三相电路的有功功率,即:
P=P1-P2
α=arctgQ=(P1+P2) ∴
图1
3孟凡利,男,1963年生,讲师,发表论文数篇。
P
P
・17・
介质损耗角δ=90°-α=90°-arctg