由于密度瓶法存在上述缺陷,一种试验结果更**、设备更稳定、更简单易操作的替代分析仪-----采用“气体置换法”的真密度分析仪应运而生。这种分析仪采用氦气代替浸润液,利用氦气是小分子直径惰性气体,具有易扩散、渗透性好、稳定性好的特点,迅速深入到材料的内部孔隙中,对常规方法无法测量的材料孔隙和不规则表面凹陷等均可迅速填充,测量出的样品体积与密度瓶法比较,会更加接近样品的真实体积,从而使得样品的真密度值更加贴近真实值。另外采用氦气“气体置换法”的真密度分析仪不会发生与材料反应的问题,不会对设备造成腐蚀,使用过程中**系数高,且样品不会被污染可以直接回收,有利于贵重样品测试后的回收。采用这种方法的仪器操作更加简单,测试时间更短,测试结果准确,重复性更好,目前国内已有厂家生产,并已被纳入到部分行业的行业标准中。
应用阿基米德原理--气体膨胀置换法,利用小分子直径的惰性气体在一定条件下的玻尔定律(PV=nRT),通过测定由于样品测试腔放入样品所引起的样品测试腔气体容量的减少来**测定样品的真实体积,从而得到其真密度,真密度=质量/真实体积。
测定样品真密度时,仪器自动采集基准腔的压力P1及体积V1并记录;将一定未知体积的样品V样品放入已知体积V2的样品测试腔,向样品测试腔注入一定量的气体并记录稳定后的压力P2;将样品测试腔与基准腔连通并记录稳定后的压力P3,根据平衡稳定后的压力值和相关已知的体积V1、V2即可计算出待测的样品体积V样品,再由样品的质量和体积计算出样品的真密度。
一般真密度测试时为了提高大体积样品管测试的准确度,还会配备扩展的基准腔。
真密度的计算公式: ρ=m/v
式中:ρ----真密度
m----试样的质量
V----试样的体积
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