材料密度及气孔率的测量
气孔率和密度-2016
陶瓷材料密度、吸水率及气孔率的测定一、实验原理在无机非金属材料中，有的材料内部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。
材料的体积密度是材料最基本的属性之一，是进行其他许多物性测试(如颗粒粒径测试)的基础数据。
材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。
在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。
材料吸水率、气孔率的测定都是基于密度的测定，而密度的测定则基于阿基米德原理。
由阿基米德定律可知，浸在液体中的任何物体都要受到浮力(即液体的静压力)的作用，浮力的大小等于该物体排开液体的重量。
重量是一种重力的值，但在使用根据杠杆原理设计制造的天平进行衡量时、对物体重量的测定巳归结为对其质量的测定。
因此，阿基米德定律可用下式表示：L VD m m =-21 （1） 式中 1m ——在空气中称量物体时所得物体的质量； 2m ——在液体中称量物体时所得物体的质量； V ——物体的体积； L D ——液体的密度。
物体的体积就可以通过将物体浸于已知密度的液体中，通过测定其质量的方法来求得。
由于浸于浸液中的物体受到液体静压力的作用，所以这种方法称之为“液体静力衡量法”。
在工程测量中，往往忽略空气浮力的影响，在此前提下进一步推导可得用称量法测定物体密度时的原理公式 211m m D m D L-=（2）这样，只要测出有关量并代入上式，就可计算出待测物体在温度t ℃时的密度。
材料的密度，可以分为真密度、体积密度等。
体积密度指不含游离水材料的质量与材料的总体积(包括材料的实体积和全部孔隙所占的体积)之比。
当材料的体积是实体积(材料内无气孔)时，则称真密度。
气孔率指材料中气孔体积与材料总体积之比。
材料中的气孔有封闭气孔和开口气孔(与大气相通的气孔)两种，因此气孔率含封闭气孔率、开口气孔率和真气孔率之分。
封闭气孔率指材料中的所有封闭气孔体积与材料总体积之比。
开口气孔率(也称显气孔率)指材料中的所有开口气孔体积与材料总体积之比。
精细陶瓷密度和显气孔率试验方法
精细陶瓷密度和显气孔率试验方法
精细陶瓷密度和显气孔率试验方法
一、目的
本试验方法旨在测定精细陶瓷材料的密度和显气孔率，以评估其物理性能。
二、原理
密度是指物质的质量与其所占体积的比值，而显气孔率则表示材料中开口气孔所占的体积分数。
通过测量试样的质量和体积，结合相关计算公式，可获得密度和显气孔率的结果。
三、试验材料与设备
试验材料：精细陶瓷试样
设备：天平、溢流水槽、干燥箱、测量筒、真空泵、烘箱、切割机等
四、试验步骤
试样制备：使用切割机将试样加工成标准尺寸的小块，确保其尺寸准确，表面平整。
试样干燥：将试样放入烘箱中干燥至恒重，记录干燥后的质量m1。
浸水测量：将干燥后的试样放入测量筒中，加入足够的水淹没试样，然后使用真空泵排除试样内的空气。
将装有试样的测量筒置于溢流水槽中，直至气泡不再逸出。
测量溢流水槽中水的体积V1。
试样处理：将浸水后的试样取出，用湿布擦拭表面水分，然后放入烘箱中干燥至恒重，记录干燥后的质量m2。
计算密度：根据公式ρ=m/V，其中m为干燥后试样的质量（m1或m2），V为水的体积（V1），计算出试样的密度ρ。
计算显气孔率：根据公式显气孔率=（m1-m2）/ρ，其中m1为干燥后试样的质量，m2为浸水后干燥的试样质量，ρ为试样的密度，计算出试样的显气孔率。
五、结果分析
根据试验数据，分析试样的密度和显气孔率，并与相关标准或文献数据进行比较，评估其物理性能。
大学实验无机非金属专业气孔率吸水率及体积密度的测定
4．饱和试样质量测定：从浸液中取出试样，用 饱和了液体的毛巾，小心地擦去试样表面多余的 液滴（但不能把气孔中的液体吸出）迅速称量饱 和试样在空气中的质量m3，精确至0.01g。每个 样品的整个擦水和称量操作应在1min之内完成。 5．浸渍液体密度测定：测定在试验温度下所用 的浸渍液体的密度，可采用液体静力称量法、液 体比重大平法或液体比重计法，精确至0.01g/cm3。
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图1 抽真空装置 1－抽真空用箱；2－盖子；3－垫圈；4－液体；5－开关； 6－水位仪；7－排液口；8－试样；9－排气口；10－连接管； 11－真空泵；12－接压力计口；13－压力计；14－水银槽
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（1） （2 ） （3） （4）
（5）
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式中 m1——干燥试样的质量，g； m2——饱和试样的表观质量，g； m3——饱和试样在空气中的质量,g； Dl——试验温度下，浸渍液体的密度, g； Dt——试样的真密度，g/cm3。
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四、实验步骤 1．刷净试样表面灰尘，编号，放入电热烘 箱中于105～110℃下烘干2h，或在允许更 高温度下烘干至恒量。并于干燥器中自然 冷却至室温。称量试样的质量m1，精确至 0.01g。试样干燥至最后两次称量之差不大 于其前一次的0.1%即为恒量。
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式（4）中（Dt—Db）此差值为1cm3的无孔物体比 1cm3的有孔物体重多少。为了将1cm3物体中的气 孔完全填满，而使它变为无孔物体，就需要密度 为Dt的无孔物体（Dt—Db）克。用Dt去除这个质 量所得之商即为所需的无孔物体的体积，即 （Dt—Db)／Dt cm3。而体积值（Dt—Db)／Dt就是 开口气孔和闭口气孔的总体积，以百分数表示即 为真气孔率。
混凝土中气孔率的测定方法
混凝土中气孔率的测定方法混凝土中气孔率的测定方法混凝土中气孔率是衡量混凝土质量的一个重要指标。
气孔率高表示混凝土中有过多的气孔，会降低混凝土的强度、耐久性和耐久性。
因此，准确测定混凝土中气孔率对于确保混凝土质量至关重要。
本文将介绍几种常用的混凝土中气孔率测定方法。
一、密度法密度法是一种简单易行的测量混凝土中气孔率的方法。
其原理是通过测量混凝土的干重和水重，计算出混凝土的密度，从而推算出气孔率。
具体步骤如下：1. 准备样品：将混凝土样品打磨成圆柱体状，并切成约10厘米长的样品。
2. 称重：称取样品的干重，并记录下来。
3. 浸泡：将样品浸泡在水中，至少24小时。
4. 称重：取出样品，用吸水纸吸去表面的水分，然后称取其水重，并记录下来。
5. 计算：根据公式计算出混凝土的密度和气孔率。
混凝土密度 = 样品干重 / （样品干重 - 样品水重）气孔率 = （1 -（混凝土密度 / 真实密度））× 100%其中，真实密度可以根据混凝土配合比和材料密度进行估算。
二、水浸法水浸法是另一种测量混凝土中气孔率的常用方法。
其原理是将混凝土样品置于水中，浸泡一段时间后，测量混凝土的重量变化，从而推算出气孔率。
具体步骤如下：1. 准备样品：将混凝土样品打磨成圆柱体状，并切成约10厘米长的样品。
2. 称重：称取样品的干重，并记录下来。
3. 浸泡：将样品浸泡在水中，至少24小时。
4. 取出：取出样品，用吸水纸吸去表面的水分，然后称取其湿重，并记录下来。
5. 干燥：将样品放入烘箱中，干燥至常温下不再减轻。
6. 称重：取出样品，称取其干重，并记录下来。
7. 计算：根据公式计算出混凝土的湿密度、干密度和气孔率。
混凝土湿密度 = 样品湿重 / 样品体积混凝土干密度 = 样品干重 / 样品体积气孔率 = （混凝土干密度 - 混凝土湿密度）/混凝土干密度× 100%三、压汞法压汞法是一种精确测量混凝土中气孔率的方法。
其原理是通过压汞仪测量混凝土的孔隙体积和总体积，从而计算出气孔率。
材料密度及气孔率的测量
材料密度、吸水率及气孔率的测定一．目的在无机非金属材料中，，有的材料部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。
材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其它许多物性测试如颗粒粒径测试的基础数据。
材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。
在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。
在这些材料的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。
本实验的目的：1．了解体积密度、气孔率等概念的物理意义；2．掌握体积密度、气孔率的测定原理和测定方法；3．了解体积密度、气孔率测试中误差产生的原因及防止方法，二．原理密度的物理意义是指单位体积物质的质量。
颗粒密度和材料吸水率、气孔率的测定都是基于阿基米德原理。
将粉末浸入可润湿粉体的液体中，抽真空排除气泡，计算颗粒排除液体的体积。
便可计算出颗粒的密度。
当颗粒的闭气孔全部被破坏时，所测密度即为颗粒的真密度，否则为颗粒的有效密度。
与此类以，可以将块体材料视为大的“颗粒”，采用类似颗粒测试的方法测定材料的吸水率、气孔率。
粉体材料的密度，可以分为颗粒的真密度，有效密度，松装密度和振实密度。
测定颗粒的真密度必须采用无孔材料，一般情况下，颗粒的密度指的是颗粒的有效密度。
无机非金属材料难免含有各种类型的气孔。
块体材料如水泥、瓷等制品，含有部分大小不同，形状各异的气孔。
浸渍时能被液体填充或与大气相通的气孔称为开口气孔；不能被液体填充或不与大气相通的气孔称为闭口气孔。
块体材料中固体材料的体积、开口及闭口气孔的体积之和称为总体积。
材料所有开口气孔的体积与其总体积之比称为开口气孔率或显气孔率；材料所有闭口气孔的体积与材料总体积之比称为闭口气孔率；材料所有气孔的体积（开口和闭口气孔体积之和）与其总体积之比称为真气孔率。
在科研和生产实际中往往采用吸水率来反映材料的显气孔率。
三．实验设备材料密度和气孔率测定的装置如图35-1所示。
材料密度,孔隙率及吸水率的测定
材料密度、孔隙率及吸水率的测定一、实验目的和意义材料的密度是材料最基本的属性之一,也是进行其他物性测试(如颗粒粒径测试)的基础数据。
材料的孔隙率、吸水率是材料结构特征的标志。
在材料研究中,孔隙率、吸水率的测定是对产品质量进行检定的最常用的方法之一。
材料的密度,可以分为体积密度、真密度等。
体积密度是指不含游离水材料的质量与材料的总体积(包括材料的实体积和全部孔隙所占的体积)之比;材料质量与材料实体积(不包括存在于材料内部的封闭气孔)之比值,则称为真密度。
孔隙率是指材料中气孔体积与材料总体积之比。
吸水率是指材料试样放在蒸馏水中,在规定的温度和时间内吸水质量和试样原质量之比。
由于吸水率与开口孔隙率成正比,在科研和生产实际中往往采用吸水率来反映材料的显气孔率。
因此,无论是在陶瓷材料、耐火材料、塑料、复合材料以及废物复合材料等材料的研究和生产中,测定这三个指标对材料性能的控制有重要意义。
通过本实验达到以下要求。
1、了解体积密度、孔隙率、吸水率等概念的物理意义。
2、了解测定材料体积密度、密度(真密度)的测定原理和测定方法。
3、通过测定体积密度、密度(真密度),掌握计算材料孔隙率和吸水率的计算方法。
二、实验方法参考GB9966.3-88天然饰面石材体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方法。
三、实验原理材料的孔隙率、吸水率的计算都是基于密度的测定,而密度的测定则是基于阿基米德原理。
由阿基米德原理可知,浸在液体中任何物体都要受到浮力(即液体的静压力)的作用,浮力的大小等于该物体排开液体的重量。
重量是一种重力的值,但在使用根据杠杆原理设计制造的天平进行衡量时,对物体重量的测定已归结为其质量的测定。
因此,阿基米德定律可用下式表示。
m1-m2=VDL (1)式中m1——在空气中秤量物体时所得的质量;m2——在液体中秤量物体时所得的质量;V——物体的体积DL——液体的密度这样,物体的体积就可以通过将物体浸于已知密度的液体中,通过测定其质量的方法来求得。
【大学实验】无机非金属专业 气孔率、吸水率及体积密度的测定PPT
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六、注意事项
1．制备试样时一定要检查试样有无裂纹 等缺陷。
2。称取饱吸液体试样在空气中的质量时， 用毛巾抹去表面液体操作必须前后一致。
3；要经常检查天平零点以保证称重准确。
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七、思考题 1．设已测出陶瓷制品的真密度，试求真气孔
率与闭口气孔率？ 2．怎样描述陶瓷制品的烧成质量与吸水率气
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四、实验步骤
1．刷净试样表面灰尘，编号，放入电热烘 箱中于105～110℃下烘干2h，或在允许更 高温度下烘干至恒量。并于干燥器中自然 冷却至室温。称量试样的质量m1，精确至 0.01g。试样干燥至最后两次称量之差不大 于其前一次的0.1%即为恒量。
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图1 抽真空装置 1－抽真空用箱；2－盖子；3－垫圈；4－液体；5－开关； 6－水位仪；7－排液口；8－试样；9－排气口；10－连接管； 11－真空泵；12－接压力计口；13－压力计；14－水银槽
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式（4）中（Dt—Db）此差值为1cm3的无孔物体比 1cm3的有孔物体重多少。为了将1cm3物体中的气 孔完全填满，而使它变为无孔物体，就需要密度 为Dt的无孔物体（Dt—Db）克。用Dt去除这个质 量所得之商即为所需的无孔物体的体积，即 （Dt—Db)／Dt cm3。而体积值（Dt—Db)／Dt就是 开口气孔和闭口气孔的总体积，以百分数表示即 为真气孔率。
Pt=[（Dt—Db）／Dt]x100％
（5）闭口气孔率按下式 （2） （3） （4） （5）
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式中 m1——干燥试样的质量，g； m2——饱和试样的表观质量，g； m3——饱和试样在空气中的质量,g； Dl——试验温度下，浸渍液体的密度, g； Dt——试样的真密度，g/cm3。
10陶瓷密度和气孔率测定(实验目的)
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高速电主轴在卧式镗铣床上的应用 越来越 多，除 了主轴 速度和 精度大 幅提高 外，还 简化了 主轴箱 内部结 构，缩 短了制 造周期 ，尤其 是能进 行高速 切削， 电主轴 转速最 高可大10000r/min以 上。不 足之处 在于功 率受到 限制， 其制造 成本较 高，尤 其是不 能进行 深孔加 工。而 镗杆伸 缩式结 构其速 度有限 ，精度 虽不如 电主轴 结构， 但可进 行深孔 加工， 且功率 大，可 进行满 负荷加 工，效 率高， 是电主 轴无法 比拟的 。因此 ，两种 结构并 存，工 艺性能 各异， 却给用 户提供 了更多 的选择 。
工艺特点
抽气法：将试样放入容器并安置于抽真空装置中，抽真空至剩余压力小于 20mmHg ,并保持5min。随后缓慢注入供试样吸收的液体，直至试样完 全淹没，再保持5min后取出
煮沸法：将与水不起作用的试样放入烧杯中加水至试样完全浸没，加热至 沸腾后，保持微沸状态1小时，然后冷却至室温
将上述试样轻轻放入电子天平的吊蓝中，同时浸没在液体中称试样的浮量m2 从浸液中取出试样用湿毛巾小心擦去表面多余的液滴，注意不能把气孔中的
当今，落地式铣镗床发展的最大特点是 向高速 铣削发 展，均 为滑枕 式(无 镗轴)结 构，并 配备各 种不同 工艺性 能的铣 头附件 。该结 构的优 点是滑 枕的截 面大， 刚性好 ，行程 长，移 动速度 快，便 于安装 各种功 能附件 ，主要 是高速 镗、铣 头、两 坐标
双摆角铣头等，将落地铣镗床的工艺 性能及 加工范 围达到 极致， 大大提 高了加 工速度 与效率 。
材料密度及气孔率的测量
材料密度及气孔率的测量
一、材料密度的测量
材料的密度是指单位体积内的质量，它可以反映材料内部原子、分子或离子的排列和组成情况。
常用的测量方法有以下几种：
1.测量固体材料的密度：
a.直接测量：通过测量一个已知体积的固体材料的质量，并将质量除以体积，可以得到该材料的密度。
b.浸水法：将一个已知质量的固体材料浸入水中，通过测量水的体积变化，并将质量除以体积变化，可以得到该材料的密度。
c.比重法：将固体材料浸入已知密度液体中，根据浮力原理计算材料密度。
2.测量液体材料的密度：
a.容重法：通过测量一个已知体积的液体材料的质量，将质量除以体积，可以得到该材料的密度。
b.浮标法：在已知密度液体中，将一个浮标放入试样液体中，通过调整浮标的水平位置，使其与液面平行，可以得到液体的密度。
气孔率是指材料内部存在的空隙或孔隙占总体积的百分比。
气孔率的大小可以反映材料的质量和结构。
常用的测量方法有以下几种：
1.视觉检测法：
a.目测法：将材料样品放在透明的容器中，通过肉眼观察样品中的气孔情况，并根据经验或标准筛选出气孔较大且明显的样本。
b.显微镜观察法：将材料样品切割成薄片，然后使用显微镜观察样品中的气孔，通过图像处理技术可以得到气孔的数量和分布情况。
2.物理法：
a.水浸法：将材料样品完全浸入水中，浸水过程中记录材料的质量变化，通过计算质量的变化可以得到材料的气孔率。
b.气体置换法：将材料样品与一个已知体积的气体容器连接，通过测量体积变化，可以得到材料的气孔率。
测定pet材料密度及其气孔率的方法
测定pet材料密度及其气孔率的方法
PET材料密度的测定方法可以采用浸渍法，即根据浮力进行密度的测定。
具体操作是试样在浸渍液中受到的浮力大小等于试样排开浸渍液的体积与浸渍液密度的乘积，浮力的大小可以通过测量试样的质量与试样在浸渍液中的质量求得。
这种方法需要用到天平、浸渍液等设备和材料。
而PET材料气孔率的测定方法可以采用显微观测法、质量-体积直接计算法等方法。
其中，显微观测法是通过金相显微镜观测抛光后的试样截面，并计算出气孔面积与观测面积的比例来计算气孔率；质量-体积直接计算法是通过测量试样的质量和体积，并计算出试样的密度，从而进一步推算出气孔率。
这种方法需要用到显微镜、电子秤、游标卡尺等设备和材料。
陶瓷吸水率、气孔率及体积密度的测定
三、实验原理
干燥试样重go（g）、饱吸液体试样在空气中的 重量g1（g）、饱吸液体试样在液体中的重量g2 （g）、液体的密度r(g/cm3)、陶瓷的理论密度， 可按下式分别计算陶瓷试样的吸水率、开口气 孔率、实际密度和总气孔率： 吸水率= 100（g1—go）/ go （%） 开口气孔率= 100（g1—go）/（g1—g2） （%） 实际密度= rgo/（g1—g2） (g/cm3)
四、实验仪器及材料
电子天平、真空泵、真空干燥器、压力表、
电子比重计、烘箱、小烧杯、镊子、试样、 橡皮管。
五、实验步骤
抽真空装置图(图1)
1)将试样编号以后，放入105—110 C°干燥烘 箱烘至恒重，在干燥器中冷却至室温，然后在 电子比重计（图2）上称其重量go。 2)将试样放入真空装置（见图1）的中真空干燥 器中，作真空处理：先将试样在真空度不小于 95%的条件下保持10分钟；注入液体，直至试 样完全被淹没；再抽真空，直至试样中没有气 泡出来为止（约需30分钟）；先放入空气，再 关闭真空泵；打开真空干燥器的盖，取出试样。
七、思考题
从上面的实验数据是否可以得到试样的闭气
孔率？为多少？ 称取饱吸液体试样在空气中的重量时，抹液 体操作可能造成测量误差吗？如何最大限度 避免由此产生的误差？ 测定试样干燥重量时，一定得通过105—110 C°干燥处理吗？
电子比重计 （图2）
3)将样试样在液体 中的重量g2。 4)从液体中取出试样，用湿毛巾均匀地抹去 试样表面的液体，在比重计上迅速称取饱吸 液体试样在空气中的重量g1。
六、注意事项
称取饱吸液体试样在空气中的重量时，抹液
体操作必须前后一致； 必须经常校准天平的零点，以保证称重准确； 每个试样需要平行测定5次，用来取平均数的 不得少于3次，吸水率、气孔率、实际密度的 绝对误差均不应不大于±0.01
实验九 气孔率、吸水率及体积密度的测定 - 江苏工业
同一实验室，同一实验方法，同一块试样复验误差不允许超过： 显气孔率：0.5%； 吸水率：0.30%； 体积密度：0.02g/cm3； 真气孔率：0.5%；
六、注意事项
1、制备试样时一定要检查试样有无裂纹等缺陷； 2、称取饱吸液体试样在空气中的质量时，用毛巾抹去表面液体操作必须前后一 致； 3、要经常检查天平零点以保证称重准确。
体密度的原理公式：
D = m1DL m1 − m2
测出上式中相关数据，并带入公式，即可计算处待测物体在温度 t℃时的密 度。
气孔率（孔隙度）是指材料中气孔体积与材料总体积之比，通常分为真气孔 率，显气孔率（也称开口气孔率）和闭口气孔率。所谓显气孔率系指试样的所有 开口气孔的体积与其总体积之比值。闭口气孔率是指所有闭口气孔的体积与其总 体积之比值。真气孔率是指试样中的全部气孔，即显气孔率与闭口气孔率的总和。 吸水率是试样所有开口气孔所吸收的水的质量与其干燥试样的质量之比值，实际 生产中万网 采用吸水率来反应材料的显气孔率。上述各项皆以百分数表示。
温度/℃ 0 2 4 6 8 10 12 14
密度/(g·cm-3) 0.99987 0.99997 1.00000 0.99997 0.99988 0.99973 0.99952 0.99927
表 1 水在常用温度下的密度
温度/℃
密度/(g·cm-3)
16
0.99897
18
0.99862
20
0.99823
22
0.99780
24
0.99732
26
0.99681
28
0.99626
30
0.99567
温度/℃ 32 34 36 38 40 42 44 46
材料密度及气孔率的测量
实验十二材料密度、吸水率及气孔率的测定一．目的意义在无机非金属材料中，，有的材料内部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。
材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其它许多物性测试如颗粒粒径测试的基础数据。
材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。
在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。
在这些材料的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。
本实验的目的：1．了解体积密度、气孔率等概念的物理意义；2．掌握体积密度、气孔率的测定原理和测定方法；3．了解体积密度、气孔率测试中误差产生的原因及防止方法，二．基本原理密度的物理意义是指单位体积物质的质量。
颗粒密度和材料吸水率、气孔率的测定都是基于阿基米德原理。
将粉末浸入可润湿粉体的液体中，抽真空排除气泡，计算颗粒排除液体的体积。
便可计算出颗粒的密度。
当颗粒的闭气孔全部被破坏时，所测密度即为颗粒的真密度，否则为颗粒的有效密度。
与此类以，可以将块体材料视为大的“颗粒”，采用类似颗粒测试的方法测定材料的吸水率、气孔率。
粉体材料的密度，可以分为颗粒的真密度，有效密度，松装密度和振实密度。
测定颗粒的真密度必须采用无孔材料，一般情况下，颗粒的密度指的是颗粒的有效密度。
无机非金属材料难免含有各种类型的气孔。
块体材料如水泥、陶瓷等制品，含有部分大小不同，形状各异的气孔。
浸渍时能被液体填充或与大气相通的气孔称为开口气孔；不能被液体填充或不与大气相通的气孔称为闭口气孔。
块体材料中固体材料的体积、开口及闭口气孔的体积之和称为总体积。
材料所有开口气孔的体积与其总体积之比称为开口气孔率或显气孔率；材料所有闭口气孔的体积与材料总体积之比称为闭口气孔率；材料所有气孔的体积（开口和闭口气孔体积之和）与其总体积之比称为真气孔率。
在科研和生产实际中往往采用吸水率来反映材料的显气孔率。
三．实验装置材料密度和气孔率测定的装置如图35-1所示。
陶瓷密度和气孔率测定实验目的
contents
目录
• 实验目的 • 实验原理 • 实验步骤 • 结果分析 • 实验总结
01
CATALOGUE
实验目的
了解陶瓷材料的密度和气孔率
密度
陶瓷材料的密度是指单位体积内的物 质的质量，是表征陶瓷材料物理性质 的重要参数之一。
气孔率
陶瓷材料的气孔率是指材料中气孔所 占的体积与总体积之比，反映了陶瓷 材料的致密程度和烧结程度。
VS
气孔率计算
根据试样的质量和体积，以及已知的陶瓷 密度，计算出试样的气孔率。气孔率是指 陶瓷中气孔所占的体积与总体积之比，是 评价陶瓷质量的重要指标之一。
结果分析与讨论
结果分析
对实验结果进行分析，比较不同试样的密度 和气孔率，分析其差异的原因。
结果讨论
根据实验结果，讨论实验中可能存在的误差 和影响因素，提出改进措施和建议。同时， 结合实际应用需求，对实验结果进行评估和 讨论，为后续研究和应用提供参考和依据。
气孔率定义及计算方法
气孔率定义
气孔率是指陶瓷中气孔所占的体积与整个陶瓷体积的比值，单位为百分数（%） 。气孔率是衡量陶瓷致密程度的重要参数，气孔率越高，陶瓷的致密程度越低。
计算方法
气孔率（P）=气孔的体积（Vp）/整个陶瓷的体积（Vt）×100%。通常采用阿 基米德原理测定气孔率，即通过测量陶瓷在液体中排开的液体的体积来计算气孔 率。
改进建议
建议在后续实验中，加强样品制备的精度控制，定期对测量仪器进行校准，确保实验操 作的规范性和准确性。
对实验结果的应用前景与展望
要点一
应用前景
要点二
展望
通过测定陶瓷材料的密度和气孔率，我们可以评估其在实 际应用中的性能表现。例如，在陶瓷工业中，这些数据可 用于指导材料配方、优化工艺参数和提高产品质量。
实验5.6 陶瓷体积密度、吸水率及气孔率测定
实验5.6 陶瓷体积密度、吸水率及气孔率测定1 目的意义1.1 意义在陶瓷内部或多或少都有气孔，这些气孔对材料的性能(特别是力学性能)和质量有重要的影响。
材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其他许多物性测试(如颗粒粒径测试)的基础数据。
材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。
在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。
在陶瓷材料、耐火材料、塑料、复合材料等材料的科研和生产中，测定这三个指标对质量控制都有重要意义。
1.2 目的① 掌握体积密度、吸水率、气孔率等概念的物理意义、测定原理和测定方法； ② 了解体积密度、吸水率、气孔率测试中误差产生的原因及防止； ③ 学会用作图法求解烧结温度和烧结温度范围。
2 基本原理材料吸水率、气孔率的测定都是基于密度的测定，而密度的测定则基于阿基米德原理。
由阿基米德定律可知，浸在液体中的任何物体都要受到浮力(即液体的静压力)的作用，浮力的大小等于该物体排开液体的重量。
重量是一种重力的值，但在使用根据杠杆原理设计制造的天平进行衡量时，对物体重量的测定已归结为对其质量的测定。
在工程测量中，往往忽略空气浮力的影响，在此前提下可推导出用称量法测定物体密度时的原理公式：21L1m m D m D −=(11-1)式中：D —测定物体密度，g ·cm -3；m 1—物体在空气中的质量，g ；m 2—物体在液体中的质量，g ；D L —液体密度，g ·cm -3。
这样，只要测出有关量并代人上式，就可计算出待测物体在温度t ℃时的密度。
材料的密度，可以分为真密度、体积密度等。
体积密度指不含游离水材料的质量与材料的总体积(包括材料的实体积和全部孔隙所占的体积)之比。
当材料的体积是实体积(材料内无气孔)时，则称真密度。
气孔率指材料中气孔体积与材料总体积之比。
材料中的气孔有封闭气孔和开口气孔(与大气相通的气孔)两种，因此气孔率有封闭气孔率、开口气孔率和真气孔率之分。
气孔率、吸水率及体积密度测定
四、结果计算：
称重法进行测定的。 由于液体浮力的作用，利用在空气和液 体中称重的差值等于被试块所排开的同体积 液体的重量，可求得其气孔率、吸水率及体实验步骤：
1、试样置于电热烘箱中于105～110℃下干
燥2h，并于干燥器中自然冷却至室温，称其 质量m1。 2、将试样浸渍于液体（水）中1h饱和，称 其表观质量m2。 3、从浸液中取出试样，擦去表面液体，迅速 称其质量m3。
气孔率、吸水率及体积密度测定
测定陶瓷原料、坯泥与坯体在不同煅烧温 度下的气孔率、吸水率、体积密度及体积收缩， 就能确定原料与坯泥的烧结温度和烧结温度范 围，帮助制定合理的烧成温度曲线；同时，通 过对坯体气孔率、吸水率、体积密度的测定， 了解制品的物理性质。
一、实验原理：
本实验根据阿基米德原理，用液体静力
实验5.6 陶瓷体积密度、吸水率及气孔率测定
实验5.6 陶瓷体积密度、吸水率及气孔率测定1 目的意义1.1 意义在陶瓷内部或多或少都有气孔，这些气孔对材料的性能(特别是力学性能)和质量有重要的影响。
材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其他许多物性测试(如颗粒粒径测试)的基础数据。
材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。
在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。
在陶瓷材料、耐火材料、塑料、复合材料等材料的科研和生产中，测定这三个指标对质量控制都有重要意义。
1.2 目的① 掌握体积密度、吸水率、气孔率等概念的物理意义、测定原理和测定方法； ② 了解体积密度、吸水率、气孔率测试中误差产生的原因及防止； ③ 学会用作图法求解烧结温度和烧结温度范围。
2 基本原理材料吸水率、气孔率的测定都是基于密度的测定，而密度的测定则基于阿基米德原理。
由阿基米德定律可知，浸在液体中的任何物体都要受到浮力(即液体的静压力)的作用，浮力的大小等于该物体排开液体的重量。
重量是一种重力的值，但在使用根据杠杆原理设计制造的天平进行衡量时，对物体重量的测定已归结为对其质量的测定。
在工程测量中，往往忽略空气浮力的影响，在此前提下可推导出用称量法测定物体密度时的原理公式：21L1m m D m D −=(11-1)式中：D —测定物体密度，g ·cm -3；m 1—物体在空气中的质量，g ；m 2—物体在液体中的质量，g ；D L —液体密度，g ·cm -3。
这样，只要测出有关量并代人上式，就可计算出待测物体在温度t ℃时的密度。
材料的密度，可以分为真密度、体积密度等。
体积密度指不含游离水材料的质量与材料的总体积(包括材料的实体积和全部孔隙所占的体积)之比。
当材料的体积是实体积(材料内无气孔)时，则称真密度。
气孔率指材料中气孔体积与材料总体积之比。
材料中的气孔有封闭气孔和开口气孔(与大气相通的气孔)两种，因此气孔率有封闭气孔率、开口气孔率和真气孔率之分。
致密陶瓷材料和气孔率的测试方法
致密陶瓷材料和气孔率的测试方法致密陶瓷材料的应用越来越广泛，特别是在高温和高压环境下的应用。
气孔率是评估致密陶瓷材料性能的重要参数之一。
本文将介绍致密陶瓷材料和气孔率的测试方法。
一、致密陶瓷材料的定义和应用致密陶瓷材料是指具有高密度、高硬度、高强度和高耐磨性的陶瓷材料。
它具有优异的高温和高压性能，因此被广泛应用于航空、航天、冶金、化工、电子、光电等领域。
二、气孔率的定义和影响因素气孔率是指材料中孔隙体积与总体积之比。
它是评估致密陶瓷材料性能的一个重要参数。
气孔率的大小会影响材料的密度、强度、韧性、导热性、导电性、渗透性等性能。
气孔率的大小受制造工艺、原材料、加工方式等因素的影响。
例如，陶瓷材料的烧结温度、时间、气氛等条件会影响气孔率的大小。
三、气孔率的测试方法1、质量法质量法是指通过称重和水或其他液体的置换来确定样品的体积和密度，从而计算出气孔率的方法。
这种方法适用于密度较大的样品。
但是，由于样品的形状和大小会影响数据的准确性，因此需要对样品进行加工和处理。
2、压汞法压汞法是指用汞压缩样品，将样品内部的气体排出，从而计算出气孔率的方法。
这种方法适用于密度较小的样品。
但是，由于汞毒性较大，操作过程需要注意安全，同时样品的形状和孔径大小也会影响数据的准确性。
3、氦气置换法氦气置换法是指用氦气代替样品内的气体，通过测量氦气的体积和压力来计算气孔率的方法。
这种方法适用于密度较小的样品，同时它具有高精度、快速、无毒性的优点。
四、结论致密陶瓷材料是重要的高性能工程材料。
气孔率是评估致密陶瓷材料性能的重要参数之一。
气孔率的大小会影响材料的密度、强度、韧性、导热性、导电性、渗透性等性能。
质量法、压汞法和氦气置换法是常用的气孔率测试方法。
在实际测试中，需要根据材料的性质和形状选择合适的测试方法，以确保测试数据的准确性和可靠性。
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材料密度、吸水率及气孔率的测定一．目的在无机非金属材料中，，有的材料内部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。
材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其它许多物性测试如颗粒粒径测试的基础数据。
材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。
在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。
在这些材料的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。
本实验的目的：1．了解体积密度、气孔率等概念的物理意义；2．掌握体积密度、气孔率的测定原理和测定方法；3．了解体积密度、气孔率测试中误差产生的原因及防止方法，二．原理密度的物理意义是指单位体积物质的质量。
颗粒密度和材料吸水率、气孔率的测定都是基于阿基米德原理。
将粉末浸入可润湿粉体的液体中，抽真空排除气泡，计算颗粒排除液体的体积。
便可计算出颗粒的密度。
当颗粒的闭气孔全部被破坏时，所测密度即为颗粒的真密度，否则为颗粒的有效密度。
与此类以，可以将块体材料视为大的“颗粒”，采用类似颗粒测试的方法测定材料的吸水率、气孔率。
粉体材料的密度，可以分为颗粒的真密度，有效密度，松装密度和振实密度。
测定颗粒的真密度必须采用无孔材料，一般情况下，颗粒的密度指的是颗粒的有效密度。
无机非金属材料难免含有各种类型的气孔。
块体材料如水泥、陶瓷等制品，含有部分大小不同，形状各异的气孔。
浸渍时能被液体填充或与大气相通的气孔称为开口气孔；不能被液体填充或不与大气相通的气孔称为闭口气孔。
块体材料中固体材料的体积、开口及闭口气孔的体积之和称为总体积。
材料所有开口气孔的体积与其总体积之比称为开口气孔率或显气孔率；材料所有闭口气孔的体积与材料总体积之比称为闭口气孔率；材料所有气孔的体积（开口和闭口气孔体积之和）与其总体积之比称为真气孔率。
在科研和生产实际中往往采用吸水率来反映材料的显气孔率。
三．实验设备材料密度和气孔率测定的装置如图35-1所示。
四．测试步骤1．颗粒密度的咧定1）洗净比重瓶，连同瓶塞一起，在110℃下烘干并置于干燥器中冷却。
称取比重瓶重量m o（精确至，下同）。
用细颈漏斗将被测粉末装入比重瓶中至体积的1/3，注意不要使粉末粘在瓶颈。
称的其重量M s。
2）将浸液注入装有粉末的瓶内至2/3体积，盖上比重瓶盖，置入真空干燥器内。
启动真空泵，抽真空至压力小于20Torr（mmHg），在此压力下保持5分钟。
3）取出比重瓶，注满浸液，称其重量m sl。
4）洗净比重瓶，注满浸液，称其重量m l。
5）浸渍用液体积密度的测定：浸溃液体在测试温度下的体积密度，可以采用定体积液体称重法、液体比重天平称重法或液体比重计测量法测定。
精确至cm3。
2．材料吸水率、气孔率的测定1）用超声波清洗机清洗块状材料，在110℃（或在可允许的更高温度）下烘干至恒重。
置于干燥器中冷却至室温。
称取试样质量M l 。
试样干燥至最后两次称量之差小于前一次的％即为恒重。
2）将试样置于烧杯或其它清洁容器内，并放于真空干燥器内抽真空至＜20Torr ，保压5分钟，然后在5分钟内缓慢注入浸液，直至浸没试样。
再保持＜20Torr 压力5分钟。
将试样连同容器取出后，在空气中静置30分钟。
3）饱和试样的表观质量的测定：将饱和试样吊在天平的吊钩上，并浸入有溢流管容器的浸液中，称取饱和试样的表现质量M 2。
表现质量为饱和浸液的试样在浸液中称得的质量。
4）饱和试样质量：将饱和了浸液的毛巾，小心地拭去饱和试样表面流挂的液珠（注意不可将大孔中的浸液吸出）。
立即称取和试样的质量M 3。
五．数据记录与处理1．颗粒密度的测定记录与数据处理 将测试结果结果填入表35-2。
颗粒密度p ρ的计算公式如下：l s sl o l os p D m m m m m m ⨯----=)()(ρ （35-1）式中：m o ——比重瓶重，（g ）；m s ——（比重瓶+粉末）重，（g ）； m sl ——（比重瓶+粉末+浸液）重，（g ）； m l ——（比重瓶+浸液）重，（g ）；D l ——测试温度下，浸液的密度，（g/cm 3）； p ρ——粉末的密度，（g/cm 3）。
表35-2 颗粒密度测定实验记录表2．材料吸水率、气孔率测定记录与数据处理 将测试结果结果填入表35-3。
表35-3 材料吸水率、气孔率测定实验记录表吸水率、气孔率由下列公式计算： 1）吸水率W a ：%100113⨯-=M M M W a （35-2）2）显气孔率P a ：%1002313⨯--=M M M M P α （35-3）3）体积密度D b ：2311M M D M D b -⨯=（35-4）4）真气孔率P t ：%100⨯-=tbt t D D D P （35-5） 5）闭气孔率P c ：a t c P P P -= （35-6）式中：D l ——测试温度下，浸液的密度，（g/cm 3）；D t ——试样的真密度，（g/cm 3）。
六．注意事项1．为了准确地测试颗粒的密度、吸水率和气孔率，一般每个样品应重复测试两次以上。
复测的误差应不大于：显气孔率：%； 真气孔率：%； 吸 水 率：%； 体积密度： g/cm 3。
2．被测试的颗粒试样在测试前，须充分干燥并通过规定筛号的筛子。
3．在整个测试过程中，室温应基本稳定。
测试用水（或其它液体）应与室温基本一致。
4．颗粒密度测定中，在开始抽真空时，应缓慢打开旋塞阀，防止气泡夹带粉末溢出。
5．整个测试操作中，不允许用手接触试样或比重瓶。
气孔率、吸水率及体积密度测定测定陶瓷原料与坯泥在不同煅烧温度下的气孔率、吸水率、体积密度及体积收缩率，就能确定原料与坯泥的烧结温度和烧结范围，帮助制定合理的烧成温度曲线。
陶瓷制品，耐火材料等的热稳定性与导热性在极大程度上取决于坯体的气孔率。
因而上述项目也是制品的重要指标之一。
气孔率（孔隙度）通常分为真气孔率，显气孔率和闭口气孔率。
所谓显气孔率系指试块的所有开口气孔的体积与其总体积之比值。
闭口气孔率是指所有闭口气孔的体积与其总体积之比值。
真气孔率是指试块中的全部气孔，即显气孔率与闭口气孔率的总和。
吸水率是试块所有开口气孔所吸收的水的质量与其干燥试块的质量之比值。
上述各项皆以百分数表示。
体积密度是干燥试块的质量与其总体积之比，用g/cm3表示。
本实验目的，就在于掌握气孔率，吸水率及体积密度的测定方法。
一、实验原理由上述得知，无论是气孔率或是体积密度都要求测定体积。
本实验是根据阿基米德原理，用液体静力称重法来进行测定的。
基本道理与真比重的测定方法相同，测定时先将试样开口空隙中空气排除，充以液体（媒介液），然后称量饱和液体的试样在空气中的重量及悬吊在液体的重量，根据公式计算得出上述各项。
由于液体浮力的作用，使两次称量的差值等于被试块所排开的同体积液体，此值除以液体比重即得试块的真实体积。
试块饱吸液体之前与饱吸液体之后，在空气中的二次称量差值，除以液体的比重即为试样开口孔隙所占体积，在按公式计算显气孔率时，液体比重已被约去。
欲使试块孔隙中的空气，在短期内被液体代替，必须采取强力排气，常用煮沸法与抽真空法两种，煮沸法适用于与水不起作用的试样，与水起作用的试样和易被水分散的试块宜用抽真空的方法排除试块中的空气，用煤油浸填后，在煤油中称量，不受水影响的试块可用水浸填，在水中称量。
二、实验仪器与设备液体静力天平(见右图)；普通天平(感量；烘箱；抽真空装置；带有溢流管的烧杯；煮沸用器皿；毛刷、镊子、吊篮、小毛巾、图测定开口气孔时在液体中的称量装置三角架。
三、实验步骤1) 刷净试样表面灰尘，放入电热烘箱中于105～110℃下烘干2小时或在允许的更高温度下烘干至恒值，并于干燥器中自然冷却至室温，称量试样的质量m1，精确至。
试样干燥至最后两次称量之差不大于其前一次的%即为恒重。
2) 试样浸渍：把试样放入容器内，并置于抽真空装置中，抽真空至剩余压力小于20mmHg(20Torr)。
试样在此真空度下保持5min，然后在5min内缓慢地注入供试样吸收的液体（工业用水或工业纯有机液体），直至试样完全淹没。
再保持抽真空5min，停止抽气，将容器取出在空气中静置30min，使试样充分饱和。
3) 饱和试样表观质量测定：将饱和试样迅速移至带溢流管容器的浸液中，当浸液完全淹没试样后，将试样吊在天平的挂钩上称量，得饱和试样的表观质量m2，精确至。
表观质量系指饱和试样的质量减去被排除的液体的质量。
即相当于饱和试样悬挂在液体中的质量。
4) 饱和试样质量测定：从浸液中取出试样，用饱和了液体的毛巾，小心地擦去试样表面多余的液滴（但不能把气孔中的液体吸出）。
迅速称量饱和试样在空气中的质量m3，精确至。
5) 浸渍液体密度测定：测定在实验温度下所用的浸渍液体的密度，可采用液体静力称量法、液体比重天平法或液体比重计法，精确至cm3。
四、实验结果(二)计算1) 吸水率按下式计算：W a=(m3-m1)/m1×100%2) 显气孔率按下式计算：P a=(m3-m1)/(m3-m2)×100%3) 体积密度按下式计算：D b=m1D l/(m3-m2)4) 真气孔率按下式计算：P t=(D t-D b)/D t5) 闭口气孔率按下式计算：P0=P t-P a式中m1——干燥试样的质量(g)；m2——饱和试样的表观质量(g)；m3——饱和试样在空气中的质量(g)；D l——实验温度下，浸渍液体的密度(g/cm3)；D t——试样的真密度(g/cm3)；“表观质量”是指饱和试样的质量减去被排除的液体的质量。
即相当于饱和试样悬挂在液体中的质量。
(三)实验精度要求同一实验室，同一实验方法，同一块试样复验误差不允许超过：显气孔率：%；吸水率：%；体积密度：cm3；真气孔率：%；五、注意事项1) 制备试样时一定要检查试样有无裂纹等缺陷。
2) 称取饱吸液体试样在空气中的质量时，用毛巾抹去表面液体操作必须前后一致。
3) 要经常检查天平零点以保证称重准确。