Файл: Паничкина, В. В. Методы контроля дисперсности и удельной поверхности металлических порошков.pdf

ности. В зависимости от ожидаемой величины удельной поверх­

ности следует применять поромеры, рассчитанные на различные

»

давления.

При малых поверхностях, т.е. для крупнозернистых

порошков подходят приборы с низкими пределами давлений, для

мелкозернистых с разветвленной структурой следует использовать

поромеры, рассчитанные на вы,сокие давления.

Применение метода ртутной дорометрии для измерения удель­

ных поверхностей порошкообразных материалов целесообразно толь­

ко в тех случаях, когда ртуть не смачивает измеряемый порошок; в

порошке

отсутствуют тупиковые поры и давление поромера доста­

для погружения массы порошка с

поверхностью 1 см^, определяется

соотношением

.

где

і 1 -

адгезионное. натяжение

чистого обезгаженного твердого те­

ла в

вакууме;

-

адгезионное натяжение

твердого тела

на гра­

нице со ртутью.

Так как величины

У/ и

не могут быть измерены непосред­

ственно,

то вместо

уравнения (1 У. 14) пользуются уравнением, пред­

ложенным Харкинсом и Ливингстоном /142/

h ' - i f

т^ M

s f f + T ,

( і і *Г/

где

і)г -

ЩД'оэионное натяжение

жидкой ртути в вакууме, равное

480 эрг/см2;

& -

угол

контакта между ртутью и поверхностью

твердого тела;

1t

-

давление пара ртути,

адсорбированного

на

чистой, -іобезгаженной поверхности твердого тела.

В случае соприкосновения ртути о поверхностями, обладающи­

ми низкой энергией

(несмачивающиеся), jf

пренебрежительно мало

и может не приниматься в расчет.

Тогда работа, совершаемая при

перемещении порошка

с поверхностью S,

определяется соотношением

dW =')l

cos <9а?

С /у.- tö )

В ртутном поромере при рабочем давлении Р ', прилагаемом к

ртути,

и объеме ртути

в порах,

равном d

, эта работа

будет

= -

p ' d Vt

(>}■ >7)

Приравнивая правые части уравнений

(1У.16) и (1У. 17), выво­

дим следующую зависимость:

У, cos ârfs =-/OVK^ .

(//■ Г8 )

Графически это уравнение представлено на рис, 45,

Так как

У^ и Ѳ слабо зависят от давления, то уравнение (1У.

18) мож­

но интегрировать и получить значение

для поверхности порошка

о .

~sp

( 'h i9)

S

cas&

Рис, 45,

Схематическое

изоб­

ражение

направления дейст­

вия сил

в капиллярах:

’

1

-

твердое

тело; 2

-

3

-

; 4

-

вакуум;

5

г

ртуть; : 6

-

Р

j 7 - -ir z .

Верхний предел

V^=lfpa , при Р ''рмагс * т»е»

Yp0

~ общий объем

пор при давлении

Рмакс. » необходимом и достаточном для запол­

неній! самых.пор.

Практически верхний предел

интегрирования

Рщхкс, » Ytfatc

может быть легко установлен по выходу на го­

ризонтальный участок (плато высокого давления).

Это плато по­

а!У/а(Р=

т „ 3 + am ,

(fv.2 0 )

где Cffg - сжимаемость ртути; о -

.сжимаемость твердого тела

в

компактном состоянии;

масса ртути в дилатометра; т -

мас­

са порошка.

Практически измеряемый с помощью поромера объем ртути,-

вошедший в поры твердого тела, отличается от

на величину

экспериментальной ошибки

Ѵа , которая связана неизмеримо ма­

лым объемом, 'вошедшим при подготовке образна.

Она может ока­

поромера с меньшей точностью, чем большие.

'

Уравнение (У1. 10) с учетом

нижнего

и верхнего пределов

можно записать следующим-образом:

Умакс

*

Г

-

~ ______ 7

• 5

е * ѵ '

/neos іУ

J

>/. mcos S

где

о

масса порошка; г;

S~ удельная поверхность порошка; т -

'макс - кажущийся объем пор без

учета ртути, вошедший при

подготовке образца Ѵм

г Ь -

Р

измеряемое

чорокером давле-

ние.

Если исследования с помощью поромера проведены при 25°С,

то

= 480 эрг/см^.

Угол

Ѳ можно принять равным

130°С. Тог­

да уравнение ( 1 У. 2 1 )

запишется так:

^ма■г*ісхкс

а, OZZS3

f

росу.

2 2

)

s= -

т

■.(//.

Если давление выражено в дин/см2, масса в г,

а изменение'

объема в см.^, то S будет выражено в см^7 г.

В работе Ротаре

и Прензлова

/141/

проведено

сопоставле­

ние

метода определения удельной поверхности порошков ртутным

Т а б л и ц а

14

Удельные поверхности, полученные с помощью поромера

низкотемпературной

адсорбции

азота, м^/г

Образец

Ртуть

Азот

Алюминиевая пыль

1,35

М 4

1,25 (крип­

Двуокись титана

15,1

тон)

10,3

Нитрид бора

1Ѳ,1

20,0

Цианамид кальция

2,75

3,17

Сажа

107,3.

110,0

Углерод

15,7

12,3

Медь порошкообразная

0,34

0,49

Tluarsptzr

2,48

2,12

2,34

2,06

Зола

Стекло, пористый щелочной боросиликат

11,0

7,9

Hyclrotylapa-tiie

(BP 1-26 IQ)

55,2

55,0

Окись железа

14,3

13,3

Железо порошкообразное

0,20

0,30

Иодит серебра'

0,48

0,53

Вольфрам порошкообразный

0,11

0,10

Карбид вольфрама

0,11

0,14

Ванадиевый окисный катализатор

0,40

0,40

Цинковая пыль

0,34

0,32

Цинк (порошок на

серебряной

решетке)

1,47

’ 1,60

То же

2,16

2,00