Способ определения плотности твердых тел

 

Использование: анализ физико-химических характеристик высокодисперсных твердых веществ. Сущность изобретения: способ заключается в определении веса исследуемого тела и тела с известным объемом на воздухе, помещении тела в герметичную емкость, вакуумировании емкости, заполнении ее рабочей жидкостью до полного погружения тел в жидкость и определении веса тел в рабочей жидкости с последующим расчетом плотности исследуемого тела по известной зависимости. При этом перед взвешиванием на воздухе порошок помещен в кювету, закрывают кювету пористой крышкой, проницаемой для рабочей жидкости, а перед заполнением емкости рабочей жидкостью осуществляют заполнение кюветы рабочей жидкости через пористую крышку. 1 ил.

Изобретение относится к анализу физико-химических свойств веществ и может быть использовано в физико-химических исследованиях при идентификации веществ, при определении состава композиционных порошковых материалов, в частности, степени окисления металлических порошков.

Известен способ определения плотности порошков, в котором определяют объем жидкости, вытесненной порошком из сосуда определенного объема [1] Точность определения объема в данном способе не превышает 0,2% и обуславливает низкую точность определения плотности.

Недостатком способа является также большая длительность процесса измерения, которая в данном способе составляет 1,5-2 ч.

Наиболее близким техническим решением является способ определения плотности твердых тел, заключающийся в определении веса исследуемого тела и тела с известным объемом на воздухе, помещении их в герметичную емкость, вакуумировании емкости, заполнении ее предварительно дегазированной рабочей жидкостью с известной плотностью, последующей разгерметизации емкости, взвешивании исследуемого тела и тела с известным объемом в рабочей жидкости и определении плотности и объема исследуемого тела по известной зависимости [2] Недостаток способа заключается в том, что с его помощью не удается точность определить плотность частиц высокодисперсных твердых веществ, так как существуют потери мелких частиц за счет конвективного и диффузионного переноса частиц в рабочую жидкость из чашки для взвешивания (кюветы).

Цель изобретения повышение точности определения средней плотности частиц высокодисперсных твердых веществ.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предложенного способа.

Устройство состоит из подвески весов 1, стеклянного стакана 2 с рабочей жидкостью, снабженного удаляемой герметичной крышкой (не показана), груза 3 с известным объемом, кюветы 4 с пористой перегородкой (крышкой), заполненной исследуемым порошком 5.

Способ осуществляют следующим образом.

Взвешивают пустую кювету 4 и груз 3 объемом V_о на воздухе. Фиксируют массу кюветы на воздухе m₁ и массу груза m₀₁. Затем пустую кювету, закрытую пористой крышкой, и груз подвешивают внутри пустого стакана 2, герметизируют стакан и откачивают его до абсолютного давления не более 100 Па, после чего подают рабочую жидкость непосредственно на пористую крышку кюветы 4. Заполняют кювету до верхней кромки, затем наполняют рабочей жидкостью стакан 2 до полного погружения кюветы и груза. Уровень жидкости должен быть на 10-15 мм выше точки крепления нити подвески к кювете и груза после их подвешивания к весам и меняться от опыта к опыту не более, чем на ± 1 мм. После заполнения стакана сбрасывают вакуум и удаляют крышку стакана. Затем подвешивают на нижнюю подвеску весов груз 3, находящийся в жидкости и определяют его массу в жидкости m₀₂. Снимают груз и подвешивают кювету 4, определяют вес кюветы в жидкости m₂. Рассчитывают объем пустой кюветы V₁ Определение V₁ проводят один раз для данной кюветы.

Затем в промытую и доведенную до постоянного веса кювету помещают навеску порошка и определяют вес кюветы с порошком на воздухе m_1п. Затем груз 3 и кювету с порошком, закрытую пористой крышкой, подвешивают внутри пустого стакана 2, герметизируют стакан и откачивают до абсолютного давления не более 100 Па. Подают рабочую жидкость на крышку кюветы. Заполняют кювету до верхней кромки, затем заполняют жидкостью стакан до полного погружения кюветы и груза. Сбрасывают вакуум и удаляют крышку стакана. Затем подвешивают на нижнюю подвеску весов груз 3, находящийся в жидкости и определяют его массу в жидкости m₀₂ʹ. Снимают груз и подвешивают на подвеску весов кювету с порошком, определяют вес кюветы с порошком в жидкости m_2п. Рассчитывают объем кюветы с порошком V₂10 и среднюю плотность частиц порошка P_п P_в где Р_в плотность воздуха при данном давлении.

Формула изобретения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, включающий взвешивание исследуемого тела и тела с известным объемом в воздухе, помещение их в герметичную емкость, вакуумирование емкости, заполнение ее дегазированной рабочей жидкостью до полного погружения тел в жидкость и определение веса тел в рабочей жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения средней плотности частиц высокодисперсных порошков, перед взвешиванием в воздухе порошок помещают в кювету и закрывают ее пористой крышкой, проницаемой для рабочей жидкости, а перед заполнением емкости рабочей жидкостью осуществляют заполнение кюветы рабочей жидкостью.

РИСУНКИ

Рисунок 1