精密陶瓷相关的密度量测法
精密陶瓷相关的密度量测法:
密度为精密陶瓷特性中最常被测定的性质,可做为烧结体致密化程度的依据。
通常可分为四类:
(1)理论密度(Theoretical Density, or True Density)。
(2)体密度(Bulk Density)
(3)视密度(Apparent Density)
(4)相对理论密度(Relative Theoretical Density)。
分述如下:
(1)理论密度:
理论密度又称真密度,为粉末中每颗粉体完全没有孔洞(Pore)时的密度。实际上如粉末系由单一矿物相所组成,则粉末的理论密度可视矿物单晶的密度,可直接由晶体结构推算而得。例如藉由x-光绕射图求出各晶格常数及晶体构造,然后计算理论密度ρth。
材料的分子量×单位晶格所含之分子数量 M×Z
ρth=--------------------------------------------------------------=-------------- g/cm3
单位晶格的体积×常数 Vo×N
(2)体密度:
一般所称的体密度,指的是计算密度时,体积(分母)部份的计算将封闭孔洞(Closed Pore)和开放孔洞(Open Pore)一并计入的密度。也是几种不同定义之密度中,量得之数值最小者。其测定方法通常有两种:
1、阿基米得式液体媒介法:
若相对理论密度(体密度/理论密度)大于95%,则适用水媒介法。
样品在空气中干重 样品在空气中干重×水密度
ρb=-----------------------------= ----------------------------------------------------
样品的体积 样品在空气中饱和水重-样品在水中重
Wa×ρ1
=--------------------- g/cm3
Wb-Wc
2、蜡封法:
若相对理论密度(体密度/理论密度)小于95%,则以蜡封法较佳。当尺寸大,孔隙大且多,则以蜡封法较合适。
Wa×ρ1
ρb=---------------------------------------------------------------------- g/cm3
(Wb-Wc)-(Wb-Wa)/ ρwax
(3)视密度(湿密度):
视密度是不含开放孔洞但含封闭孔洞之密度值。因此也是密度数值介于体密度与理论密度间的密度。最常用的测试法是以水为媒介的阿基米得式法,在测密度之前必须将试片放入水中加热将水煮沸,或经真空抽气处理(体密度测试亦相同)。以将开放孔洞内之气体赶走,使水将之充满。或添加少许润湿剂(Wetting Agent)于水中,以阻止在测试时气泡附着于粉体上误差。
Wa×ρ1
ρap=--------------------- g/cm3
Wa-Ww
(4)相对理论密度:
相对理论密度ρre为体密度ρb与理论密度(ρth或T.D.)之比值,可表示为:
ρb
ρre=---------------------
ρth
一般用百分比表示,称为百分比理论密度,如95% T.D. (理论密度)。
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