材料体积密度.吸水率及气孔率的测定
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。
致密定形耐火制品体积密度显气孔率和真气孔率
致密定形耐火制品体积密度显气孔率和真气孔率1 范围本标准规定了致密定形耐火制品体积密度、显气孔率和真气孔率测定的术语和定义、原理、设备和材料、试样、试验步骤、结果计算、试验误差及试验报告。
本标准适用于致密定形耐火制品体积密度、显气孔率和真气孔率的测定。
2 原理称量试样干燥后的质量、饱和浸液后悬浮在浸液中的质量和饱和浸液后在空气中的质量，用这些数据计算试样的体积密度和显气孔率。
依据试样的真密度（按GB／T 5071中规定的方法测定）计算真气孔率。
3 设备和材料电热干燥箱能控制温度在150℃土10℃。
注：带有风机能通风的电热干燥箱将有利于温度均匀分布和提高试样的干燥效率。
天平分度值为0.01g，并且有能使试样悬挂在浸渍液体中的装置（见图1）。
带溢流管的容器。
有合适的尺寸，以使试样浸渍时（见7.2）和测量被浸渍试样表观质量时（见7.3）能够容纳试样。
抽真空装置能够将绝对压力降至不大于2500 Pa(0.025 bar)，并能够测量所使用的压力。
温度计精确至1℃。
浸液对不与水反应的材料，浸液可选用蒸馏水。
对那些与水接触易发生水化反应的材料，可选用蒸馏过的煤油或其它合适的有机液体，浸液在高于试验中的绝对压力环境下不应分馏。
干燥器液体比重天平或比重计分度值为0.001 g。
浸液槽4 试样待测的样品数量按GB/T 10325的规定或由相关方协商确定。
通常，每个样品制取一个试样。
试样数量也可由双方协商确定，并且在试样报告中注明。
如果试样是从砖或大块样品上切下，应从每块样品上切取相同的数量，以用于统计分析。
试样应切割成棱柱体或圆柱体，试样的总体积应不小于50cm 3，不大于200cm 3,最长尺寸与最短尺寸之比不超过2:1。
注1：在不可能从样品上制取规定尺寸的试样时，双方可协商采用其他尺寸的试样，并在报告中注明。
注2：如果制取试样的密度明显不均匀，那么制取试样的位置由双方协商确定，并在报告中注明。
试样表面应无肉眼可见的裂纹。
陶瓷材料烧结工艺和性能测试实验指导书
陶瓷材料烧结工艺和性能测试实验指导书1实验目的和意义1）了解陶瓷材料的烧结和性能检测的工艺流程，掌握吸水率，表面气孔率，实际密度，线收缩率的测定方法。
2）利用实验找出材料的最优烧结工艺，包括烧结温度和烧结时间。
2 实验背景知识2.1 烧结实验在粉体变成的型坯中，颗粒之间结合主要靠机械咬合或塑化剂的粘合，型坯的强度不高。
将型坯在一定的温度下进行加热，使颗粒间的机械咬合转变成直接依靠离子键，共价键结合，极大的提高材料的强度，这个过程就是烧结。
陶瓷材料的烧结分为三个阶段，升温阶段，保温阶段和降温阶段。
在升温阶段，坯体中往往出现挥发分排出、有机粘合剂等分解氧化、液相产生、晶粒重排与长大等微观现象。
在操作上，考虑到烧结时挥发分的排除和烧结炉的寿命，需要在不同阶段有不同的升温速率。
保温阶段指型坯在升到的最高温度（通常也叫烧结温度）下保持的过程。
粉体烧结涉及组成原子、离子或分子的扩散传质过程，是一个热激活过程，温度越高，烧结越快。
在工程上为了保证效率和质量，保温阶段的最高温度很有讲究。
烧结温度与物料的结晶化学特性有关，晶格能大，高温下质点移动困难，不利于烧结。
烧结温度与材料的熔点有关系，对陶瓷而言是其熔点的0.7—0.9倍，对金属而言是其熔点的0.4-0.7倍。
冷却阶段是陶瓷材料从最高温度到室温的过程，冷却过程中伴随有液相凝固、析晶、相变等物理化学变化。
冷却方式、冷却速度快慢对陶瓷材料最终相的组成、结构和性能等都有很大的影响，所以所有的烧结实验需要精心设计冷却工艺。
由于烧结的温度如果过高，则可能出现材料颗粒尺寸大，相变完全等严重影响材料性能的问题，晶粒尺寸越大，材料的韧性和强度就越差，而这正是陶瓷材料的最大问题，所以要提高陶瓷的韧性，就必须降低晶粒的尺寸，降低烧结温度和时间。
但是在烧结时，如果烧结温度太低，没有充分烧结，材料颗粒间的结合不紧密，颗粒间仍然是靠机械力结合，没有发生颗粒的重排，原子的传递等过程，那么材料就是不可用的。
阿基米德排水法侧体积密度和气孔率
阿基米德排水法侧体积密度和气孔率体积密度和气孔率测定一．实验原理材料的体积密度定义为不含游离水的材料的质量与其总体积（包括固体材料的实占体积和全部孔隙所占体积）之比。
当不含任何孔隙时，材料的质量与材料的实占体积之比则为其理论密度。
孔隙分开孔隙（与表面相通，又称显孔隙）和闭孔隙（不与表面相通）两种，由粉末经烧结制备的陶瓷材料通常或多或少地含有这两种孔隙。
体积密度一般用称量法来测定，气孔率测定也可以借助于体积密度的测定来进行。
1．体积密度测定：按其定义，材料的质量不难精确测定，但其体积即使通过量具也不能准确测定，利用基于阿基米德原理的液体静力称量法，却能很容易解决这一问题。
由阿基米德定律可知，浸于液体中的试样所受到的浮力等于该试样排开的液体的重量，液体静力称量法是，将试样浸没于已知密度(d L)的液体中，试样用质量很小的细金属丝悬挂于天平称物端，要保证试样完全浸没又不与盛放液体的容器壁、底相接触，盛放液体的容器由支架支撑住、不与天平称盘接触，称出试样浸于液体中时的质量W2，另外称出试样在完全干燥状态下在空气中的质量W1，浮力为W1-W2=V d L，试样的体积V即可测出。
对烧结致密程度高的结构陶瓷而言，开孔隙极少，可忽略，其体积密度可以下面原理公式表示：d= = （式1）式中W2应为不计悬挂丝质量时试样悬浮浸没于液体中的质量，故实际称量时应分别称得试样连悬挂丝一起悬浮浸没于液体中的质量W2/和悬挂丝单独悬浮浸没于液体中的质量W n，W2= W2/- W n；当用电子天平进行液体静力称量时，运用去皮功能（TAR）可排除W n后，直接称得W2。
用于浸渍的液体要求密度小于待测试样，对试样材料润湿性好、不发生反应、不使试样溶解或溶胀，常用蒸馏水、无水乙醇及煤油等，以水最为常用，故液体静力称量法有时称作排水法。
当陶瓷或其它无机材料（如水泥制品、耐火材料）存在不可忽略的一定数量的开气孔时，式1中的V还需包括开气孔的体积。
气孔率、吸水率及体积密度测定
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
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 积密度。
二、实验仪器与设备：
三பைடு நூலகம்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。
四、结果计算：
GBT3810.3-1999陶瓷砖-吸水率、显气孔率、表观相对密度和容重的测定
陶瓷砖－吸水率、显气孔率、表观相对密度和容重的测定Ceramic tile——Determination of water absorption,apparentporosity,apparentrelative density and bulk densityGB/T 3810.3—1999Idt ISO 10545—3： 1995代替：GB/T 2579 – 19891 范围本标准规定了陶瓷砖吸水率、显气孔率、表观相对密度和容重的测定方法。
祥品的开口气孔吸入饱和的水份有两种方法：煮沸和真空下浸泡。
煮沸法水份进入容易浸入的开口气孔；真空法水份注满开口气孔。
煮沸法适用于陶瓷砖分类和产品说明，真空法适用于除分类以外的显气孔率、表观相密度和容重的测定。
2 原理干陶瓷砖吸饱水后吊挂在水中。
用于干质量、饱和后质量和吊挂质量之间相互关系参数的计算。
3 仪器3.1 能在（110±5）℃温度下工作的烘箱。
能获得桢栓测结果的微波、红外或其他干燥系统也可适用。
3.2 供煮沸用适当的情性材料制成的加热器。
3.3 热源。
3.4 能称量精确到试样质量0.01%的天平。
3.5 去离子水或蒸馏水。
3.6 干燥器。
3.7 麂皮。
3.8 吊环、绳索或篮子：能将试样放入水中悬吊称其质量。
3.9 玻璃烧杯或者大小和形状与其类似的容器。
将试样用吊环（3.8）吊在天平的（3.4）一端，使试样完全浸入水中，试样和吊环不与容器的任何部分接触。
3.10 能容纳所要求数量试样的足够大容积的真空箱和真空系统，而且能达（100±1）Kpa的真空度并保持30min。
4 试样4.1 每种类型的砖用10块整砖测试。
国家质量技术监督局1999-11-01批准 2000-01-01实施4.2 如每块砖的表面积大于0.04m2时，只需用5块整砖作测试。
如每块砖的表面积大于0.16m2时，至少在三块整砖的中间部位切割最小边长为100mm的五块试样。
实验材料体积密度的测定
实验5材料体积密度的测定（1）密度梯度管法测定结晶聚合物的密度和结晶度一、目的要求1．用密度梯度管测定聚合物的密度，并由密度计算结晶度。
2．掌握密度梯度管法测定聚合物密度的基本原理、密度梯度的标定方法和计算结晶度的方法。
二、基本原理聚合物密度是聚合物物理性质的一个重要指标，是判定聚合物产物、指导成型加工和探索聚集态结构与性能之间关系的一个重要数据。
尤其是结晶性聚合物，密度与结晶有密切关系，而结晶度又是表征聚合物性质的重要指标。
通过密度可以计算结晶度。
聚合物结晶度的测定方法很多，有X-射线衍射法、红外吸收光谱法、差热分析法、反相色谱法等，但这些方法都需要复杂的仪器设备，而用密度梯度管法测定结晶度，设备简单且数据可靠，是测定结晶度的常用方法。
密度梯度管是一个有刻度的柱形玻璃管，选用不同密度的可以互相混溶的两种液体，配制成一系列等差密度混合液，按低密度（轻液）居上，高密度（重液）居下的层次，以等体积分次地注入到柱形玻璃管中，任其自行扩散，最后构成密度自上而下逐渐递增的连续分布状态，通称密度梯度管或密度梯度拄。
再将预先标定好密度玻璃球投入管中进行标定，以玻璃球的已知密度对所处高度作图，得密度梯度管的标定曲线（图15-1）确定为直线后，即可用来测定聚合物的密度。
1.000.950.900.85图15-1乙醇-水体系密度梯度管标定曲线密度，g /c m 3将试样投入已标定的密度梯度管中，根据悬浮原理，试样将于某一高度处停留，即可读取密度梯度管的刻度，利用标定曲线找出试样的密度。
结晶性聚合物都是部分结晶的，即晶体和非晶体共存。
而晶体和非晶体的密度不同，晶区密度高于非晶区密度，因此同一聚合物由于结晶度不同，样品的密度不同，如果采用两相结合模型，并假定比容具有加和性，即结晶聚合物试样的比容V等于晶区V c 和非晶区比容V a 的线性加和，则有：V=V c f c +V a （1-f c ） （15-1）式中f c 为结晶度（即聚合物中结晶部分的重量百分比）。
石材特性之石材的密度
石材特性之石材的密度石材密度指岩石单位体积的质量一、石材密度检测最简单的方法是用墨水滴在石材表面，看凝聚程度，如果能凝聚成一滴而没有扩散或渗透，这石材的密度就比较高。
当然是在石材没有做过防护的情况下。
下面介绍石材密度检测标准：天然饰面石材试验方法体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方法标准名称天然饰面石材试验方法体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方法标准类型中华人民共和国国家标准标准名称（英） Test methods for natural facing stones Test methods for bulk density,true density， true porosity and water absorption国际代码 UDC691．21 ：620．l标准号 GB9966．3一88标准正文1主题内容与适用范围本标准规定了天然饰面石材体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验的设备，试佯，试验程序。
计算及试验结果。
本标准适用于天然饰面石材的体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验。
2引用标准GB 2413压电陶瓷材料体积密度测量方法GB 2997致密定形耐火制品显气孔率、吸水率、体积密度和真气孔率试验方法3方法原理及定义方法原理及定义同GB 24i3，GB 2997。
4试验设备4．1电热干燥箱：由室温到200℃。
4．2天平：a．最大称量1000g，感量10mg。
b．最大称量100g，感量1mg。
4．3游标卡尺：刻度为0．02mm。
4．4比重瓶：容积25－30mL。
4．5标准筛：240目标准筛。
5试样及制备5．1体积密度试样试样尺寸为50mm立方体5块。
5．2真密度试样选择1000g左右试样，将表面清扫干净，并破碎到颗粒小于5mm，以四分法缩分到150g，再用瓷研钵研磨成粉末并通过240目标准筛，将粉样装入称量瓶中，放入 105±2℃烘箱内，干燥4h以上，取出，稍冷，放人干燥器内冷却到室温。
【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。
材料体积密度、吸水率及气孔率的测定
材料体积密度、吸⽔率及⽓孔率的测定材料体积密度、吸⽔率及⽓孔率的测定⼀．实验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有重要意义。
本实验的⽬的：1. 了解体积密度、吸⽔率、⽓孔率等概念的物理意义。
2. 掌握体积密度、吸⽔率、⽓孔率的测定原理和测定⽅法。
3．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⽅法。
⼆．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。
因此，阿基⽶定律可⽤下式表⽰：ｍ１－ｍ２＝ｖd L （１）式中，ｍ１ — 在空⽓秤量物体时所得物体的质量；ｍ２ — 在液体中秤量物体时所得物体的质量；ｖ —— 物体的体积； d L —— 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。
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ｍ１ d Ld = --------------- （2）ｍ１－ｍ２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。
陶瓷吸水率和气孔率的关系
陶瓷吸水率和气孔率的关系一、引言陶瓷是一种广泛应用于建筑、陶瓷工艺品、电子设备等领域的材料。
而陶瓷的吸水率和气孔率是评估其质量和性能的重要指标。
本文将探讨陶瓷吸水率和气孔率之间的关系，并分析其对陶瓷性能的影响。
二、陶瓷吸水率的定义和测试方法吸水率是指陶瓷材料在一定的条件下吸收水分的能力。
通常以质量或体积的百分比表示。
常见的测试方法包括浸水法和浸渍法。
1. 浸水法：将陶瓷样品放入水中浸泡一段时间后，取出并擦干表面水分，计算吸水前后的质量差或体积差，再根据公式计算吸水率。
2. 浸渍法：将陶瓷样品放入浓度已知的染料溶液中浸泡一段时间，取出后清洗干净并测定染料的吸附量，根据染料吸附量和样品质量计算吸水率。
三、陶瓷吸水率与气孔率的关系陶瓷的吸水率和气孔率有着密切的关系。
气孔率是指陶瓷材料中孔隙的百分比，包括开放孔和闭孔。
孔隙是陶瓷材料中存在的一种结构特点，与材料的成分、加工工艺等因素密切相关。
1. 吸水率与气孔率的关系：一般情况下，陶瓷的吸水率与气孔率呈正相关关系。
即吸水率越高，气孔率也越高。
这是因为孔隙的存在会导致陶瓷材料的渗透性增强，从而使其吸水率增加。
2. 影响吸水率和气孔率的因素：陶瓷材料的成分、烧结温度、烧结时间等因素都会对吸水率和气孔率产生影响。
例如，陶瓷中添加一定量的气孔剂可以增加气孔率，从而提高吸水率。
而通过调控烧结温度和时间，可以控制陶瓷中的气孔形成和消除，从而影响吸水率。
四、吸水率和气孔率对陶瓷性能的影响吸水率和气孔率是评估陶瓷性能的重要指标，对其性能有着重要的影响。
1. 密实性：吸水率和气孔率高的陶瓷通常密实性较差。
气孔会导致陶瓷内部的孔隙连接，从而降低其密实性。
密实性不足会影响陶瓷的力学性能和耐磨性能。
2. 抗压强度：吸水率和气孔率高的陶瓷抗压强度通常较低。
气孔会导致陶瓷内部的应力集中，从而降低其抗压强度。
因此，陶瓷制品在一些高压环境下应尽量降低吸水率和气孔率。
3. 耐火性：吸水率和气孔率高的陶瓷通常耐火性较差。
材料的孔隙率测试
材料的孔隙率测试引言：材料的孔隙率是指材料内部的孔隙所占的比例，它是评价材料质量和性能的重要指标。
孔隙率的大小直接影响材料的密度、强度、吸水性等特性。
因此，对于各类材料的孔隙率进行准确测量是非常重要的。
一、孔隙率测试的意义孔隙率测试是为了准确评估材料的质量和性能，为材料的合理应用提供依据。
不同材料的孔隙率测试方法有所不同，但都是通过测量材料中的孔隙体积与总体积之比来获得。
二、常见的孔隙率测试方法1. 水质法：这是一种简单但有效的方法，适用于测量颗粒较大的材料。
将材料浸入水中，根据排水后的变化来计算孔隙率。
2. 压汞法：这是一种精确的测试方法，适用于测量细颗粒和泡沫材料的孔隙率。
通过测量材料在压力下吸收汞的量来计算孔隙率。
3. 气体渗透法：这是一种常用的测试方法，适用于测量薄膜和多孔材料的孔隙率。
通过测量气体在材料中的渗透速率来计算孔隙率。
三、孔隙率测试的步骤1. 样品制备：根据测试方法的要求，制备合适的样品。
样品的制备需要注意保持其原始状态，避免损伤或改变孔隙结构。
2. 仪器准备：根据测试方法的要求，准备好相应的仪器设备。
确保仪器的精度和稳定性，以获得准确的测试结果。
3. 测量操作：按照测试方法的步骤进行测量。
注意操作的规范性和准确性，避免误操作对结果产生影响。
4. 数据处理：根据测量结果计算孔隙率，并进行必要的数据处理和统计分析。
确保数据的准确性和可靠性。
四、孔隙率测试的应用领域1. 材料工程：孔隙率是评价材料工程质量的重要指标，广泛应用于建筑材料、岩石工程、土壤工程等领域。
2. 滤材领域：孔隙率是评价滤材性能的关键指标，用于筛选和优化滤材材料。
3. 生物医学：孔隙率是评价生物医学材料的重要参数，用于评估其生物相容性和药物释放性能。
4. 环境保护：孔隙率是评价环境材料的重要指标，用于研究和评估吸附材料的性能。
结论：孔隙率测试是评价材料质量和性能的重要手段，不同材料需要采用不同的测试方法。
通过准确测量材料的孔隙率，可以为材料的合理应用提供依据，促进材料科学的发展和推动工程技术的进步。
气孔率、体积密度的测定
气孔率、体积密度的测定
1、概念
（1）显气孔率陶瓷制品或多或少含有大小不同，形态不一的气孔。
浸渍时能被液体填充的气孔或和大气相通的气孔率开口气孔；浸渍时不能被液体填充的气孔或不和大气相通的气孔率称为闭口气孔。
显气孔率=
×100%
（2）真气孔率
真气孔率=
×100%
（3）密度
1）真密度陶瓷材料的质量与其真体积之比值称为真密度。
真密度=
（g/cm3）
2)体积密度陶瓷体中固体材料的质量与其总体体积之比值称为体积密度（又称显密度）。
体积密度=
（g/cm3）
3）假密度陶瓷体中固体材料的质量与其假体积（真体积+闭口气孔体积）之比值。
假密度=
（g/cm3）
2．测定方法及测量仪器
分别测定m1 （干燥试样的质量，g）；m2 （浸液饱和试样的表观质量，g）；m3 （浸液饱和试样在空气中的质量，g）；D I （试验温度下，浸渍液体的密度）；D t （试样的真密度，g/cm3 ），以上指标按下列公式进行计算：
（1）显气孔率
（2）真气孔率
（3）体积密度
测量仪器由液体静力天平、普通天平（感量0.01g）、烘箱、抽真空装置和水浴锅等组成。
耐火材料 颗粒体积密度试验方法-最新国标
耐火材料颗粒体积密度试验方法1范围本文件规定了测定粒度大于2.0mm的颗粒状耐火材料体积密度的两种方法：——方法1：称量法；——方法2：滴定管法。
方法1用作仲裁法。
根据被测材料的性质，两种方法可以得出不同的结果。
因此，报告体积密度值时应说明所用的方法或在有争议时应该使用的方法。
对于试样的体积测定、选取和制备、计算体积密度以及提出的试验报告都应采用同一种方法。
本文件适用于颗粒状耐火材料的体积密度、吸水率和显气孔率的测定。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中：注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T2997致密定形耐火制品体积密度、显气孔率和真气孔率试验方法（GB/T2997—2015，ISO 5017:2013，MOD）GB/T6005试验筛金属丝编织网、穿孔板和电成型薄板筛孔的基本尺寸（GB/T6005—2008，ISO 565:1990，MOD）GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T17617耐火原料抽样检验规则（GB/T17617—2018，ISO8656-1:1988，MOD）GB/T18930耐火材料术语3术语和定义GB/T18930界定的术语和定义适用于本文件。
4原理通过称量干燥试样的质量、饱和试样悬浮在浸液中的质量和饱和试样的质量，计算试样的体积密度、吸水率和显气孔率；或者通过称量干燥试样的质量和滴定管法测定试样体积，计算试样的体积密度。
5取样应从产品中抽取实验室样品，按照GB/T17617或有关方面协商的抽样方案进行抽样。
6试样6.1试样的制备从实验室样品中按规定抽取具有代表性的试样，随破碎随筛（小于5.6mm的颗粒料可直接过筛），直至全部通过孔径为5.6mm的筛网（见8.1.1），并将小于2.0mm的颗粒弃去。
将试样放在供洗涤用的筛网（见8.1.1）上，用水洗或者空气吹（对水敏感的试样）除去表面附着的粉尘或松散的颗粒。
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。
孔隙率的测定
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=VD L(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D L——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。
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
耐火材料的检验
耐火材料的检验一、物理检验1、常温物理性能：显气孔率、吸水率和体积密度，真密度和真比重，常温耐压强度、抗折强度。
2、热性能检验：耐火度，热膨胀、差热分析、重烧线变化，抗渣性能、热震稳定性。
3、热机械性能检验：荷重软化开始温度，高温蠕变性、高温抗折强度，高温耐压强度。
（一）显气孔率、吸水率和体积密度显气孔率、吸水率和体积密度，属于耐火材料的宏观组织结构。
是与耐火材料的烧结程度、抗压强度、荷重软化开始温度、热震稳定性、热传导、抗渣性等性能均有密切关系，它的检验对于控制耐火材料工艺操作、评定耐火材料质量以及耐火材料使用性能都有重要实际意义，所以显气孔率、吸水率和体积密度是耐火材料的基本性质，也是耐火材料的常规检验项目，一般用这三项指标来表示材料的致密程度。
气孔一般由开口气孔（包括贯通气孔）及闭口气孔组成，开口气孔—与大气相通，贯通气孔—不仅与大气相通，而且贯通制品的两面，闭口气孔—密闭在材料中不与大气相通的气孔。
由于开口气孔在制品使用中能直接与外物（如熔渣等）相接触，因此它对制品的影响要比闭口气孔严重，同时在测材料气孔时，闭口气孔的体积不能直接测定，只能测得与外界相通的气孔的体积，所以耐火材料的气孔通常都用显气孔率表示。
1、显气孔率、吸水率和体积密度的定义：显气孔率＝开口气孔的体积/总体积×100%吸水率＝开口气孔中吸收水的质量/干燥试样质量×100%体积密度＝干燥试样质量/总体积×100%2、试验注意事项1)试样尺寸要求：体积为50～200㎝2，棱长最长不超过80mm；2)外观要求：应平整、干燥试样刷干净（切割中产生的细粉、裂纹的颗粒）无缺角掉棱、无肉眼可见的裂纹、无麻面。
3)必须在110℃下烘干到恒重，以充分排除附着水。
4)同一试样必须在同一台天平上称量，避免称量误差。
5)试样排气必须达到规定的真空度和抽气时间，液体必须完全淹没试样。
6)称量表观质量时，要注意吊蓝及试样是否附着有空气泡。
阿基米德排水法侧体积密度和气孔率[精彩]
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阿基米德排水法侧体积密度和气孔率[精彩] 阿基米德排水法侧体积密度和气孔率体积密度和气孔率测定一( 实验原理材料的体积密度定义为不含游离水的材料的质量与其总体积(包括固体材料的实占体积和全部孔隙所占体积)之比。
当不含任何孔隙时，材料的质量与材料的实占体积之比则为其理论密度。
孔隙分开孔隙(与表面相通，又称显孔隙)和闭孔隙(不与表面相通)两种，由粉末经烧结制备的陶瓷材料通常或多或少地含有这两种孔隙。
体积密度一般用称量法来测定，气孔率测定也可以借助于体积密度的测定来进行。
1(体积密度测定:按其定义，材料的质量不难精确测定，但其体积即使通过量具也不能准确测定，利用基于阿基米德原理的液体静力称量法，却能很容易解决这一问题。
由阿基米德定律可知，浸于液体中的试样所受到的浮力等于该试样排开的液体的重量，液体静力称量法是，将试样浸没于已知密度(d )的液体中，试样用质量很小的细金属丝悬挂于天平称L物端，要保证试样完全浸没又不与盛放液体的容器壁、底相接触，盛放液体的容器由支架支撑住、不与天平称盘接触，称出试样浸于液体中时的质量W，另外称出试样在完全干燥状态2下在空气中的质量W，浮力为W-W=V d ，试样的体积V即可测出。
对烧结致密程度高的112L结构陶瓷而言，开孔隙极少，可忽略，其体积密度可以下面原理公式表示: d= = ( 式1)式中W应为不计悬挂丝质量时试样悬浮浸没于液体中的质量，故实际称量时应分别称2/得试样连悬挂丝一起悬浮浸没于液体中的质量W和悬挂丝单独悬浮浸没于液体中的质量2/W ，W= W- W ;当用电子天平进行液体静力称量时，运用去皮功能(TAR)可排除W后，n22nn直接称得W。
2用于浸渍的液体要求密度小于待测试样，对试样材料润湿性好、不发生反应、不使试样溶解或溶胀，常用蒸馏水、无水乙醇及煤油等，以水最为常用，故液体静力称量法有时称作排水法。
当陶瓷或其它无机材料(如水泥制品、耐火材料)存在不可忽略的一定数量的开气孔时，式1中的V还需包括开气孔的体积。
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材料体积密度.吸水率及气孔率的测定
材料体积密度、吸水率及气孔率的测定
一．实验目的意义
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
控制有重要意义。
本实验的目的：
1. 了解体积密度、吸水率、气孔率等概念的物理意义。
2. 掌握体积密度、吸水率、气孔率的测定原理和测定方法。
3．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方法。
二．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。
因此，阿基米定
律可用下式表示：
ｍ１－ｍ２＝ｖd L （１）
式中，ｍ１—在空气秤量物体时所得物体的质量；
ｍ２—在液体中秤量物体时所得物体的质量；ｖ——物体的体积； d L ——
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。
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
ｍ１ d L
d = --------------- （2）
ｍ１－ｍ２
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，因此气孔率有封闭气孔率、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。
真气孔率（也称总气孔率）则指材料中的封
闭气孔体积和开口气孔体积与材料总体积之比。
吸水率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。
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。
无机非金属材料难免含有各种类型的气孔。
对于如水泥制品、陶瓷制品等块体材料，
其内部含有部分大小不同，形状各异的气孔。
这些气孔中的一部分浸渍时能被液体填充。
将材料试样浸入可润湿粉体的液体中，抽真空排除气泡，计算材料试样排除液体的体积。
便可计算出材料的密度。
当材料的闭气孔全部被破坏时，所测密度即为材料的真密度。
为此，对密度、吸水率和气孔率的测定所使用液体的要求是：密度要小于被测的物体，对物体或材料的润湿性好，不与试样发生反应，也不使试样溶解或溶胀。
最常用的浸液有水、乙醇和煤油等。
三、实验器材
1．液体比重天平，如图1所示。
2．抽真空装置，如图2所示。
3．烘箱。
4．烧杯、镊子、小毛巾等。
5．蒸馏水。
四、测试步骤
图1 液体比重天平 1．试样制备
1. 天平
2. 试样⑴ 从待测试样中切取试块，每种试样
3．有溢流孔的金属（玻璃）容器取5块。
每块试样30～60克。
4. 砝码
5. 接溢流出液体的容器⑵ 用超声波清洗机清洗块状材料表
面，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M1 。
试样干燥至最后两次称量之差小于前一次的0.1% 即为恒重。
⑶ 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＜20 Torr, 保压5分钟，然后在5分钟内缓慢注入浸液（本实验用蒸馏水），直至浸没试样。
再保持＜20 Torr压力5分钟。
将试样连同容器取出后，在空气中静置30分钟。
图2 材料密度和气孔率测试的真空系统 2. 饱和试样表观质量的测定
1. 载物架
2. 块状试样
3. 真空干燥器表观质量为饱和浸液的试样在浸液中
称得的质量。
将饱和试样吊在天平的吊钩上，4. 真空计 5. 旋塞阀，6. 冲液瓶 7. 三通旋塞阀
8. 缓冲瓶。
9. 真空泵
并浸入有溢流管容器的浸液（本实验用蒸馏
水）中，称取饱和试样的表观质量M2 。
3. 饱和试样质量的测定
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）。
立即称取饱和试样的质量M3 。
4. 渍用液体积密度的测定
浸渍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
3
或液体比重计测量法测定。
精确至0.001 g/cm。
由于本实验用蒸馏水为浸渍液体时，其密度可从表1中查出。
表1 水在常用温度下的密度（g/cm3 ）
五、数据记录与处理
将测试结果结果填入表2中。
材料的吸水率、气孔率、体积密度由下列公式计算：表2 材料吸水率、气孔率、体积密度测定实验记录表
1）吸水率 Wa：
M3 - M1
Wa = ────×100％（3） M1
2) 显气孔率Pa：
M3 - M1
Pa = ──── ×100％（4） M3 - M2
3) 体积密度Db：
M1×Dl
Db = ──── （5） M3 - M2
4) 真气孔率Pt:
Dt - Db
Pt = ──── ×100％（6） Dt
5) 闭气孔率Pc:
Pc = Pt - Pa （7）
3
式中: Dl ── 测试温度下,浸液的密度，（ g/cm）；
Dt ── 试样的真密度，（ g/cm3 ）。
思考题
1. 测定材料真密度的意义是什么？
2. 导致影响真密度测试准确性的因素是什么？
3. 材料真气孔率、开口气孔率、闭口气孔率、吸水率和体积密度的意义与相互关系是什么？
4. 对于含有未知矿物（或混合物比例）的烧结物，怎样利用本实验的方法评价材料的烧结质量？
主要参考文献
[1] 孙淑珍、张洪泉，陶瓷工艺实验，武汉工业大学，56～62。
[2] 祝桂洪编著，陶瓷工艺实验，中国建筑工业出版社，1987年6月（第一版），48～51、
72～75。
[3] GB 2597-89 建筑卫生陶瓷吸水率试验方法。
[4] GB/T 1996-96 多孔陶瓷显气孔率、容重试验方法。
[5] GB 9966.3-88 天然饰面石材试验方法体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方
法。
[6] GB/T 11970-97 加气混凝土体积密度、含水率和吸水率试验方法。