压汞仪原理
恒速压汞、核磁、启动压力讲解
1、微观孔隙结构特征对比利用恒速压汞仪，分别测试了东16扶杨油层的一块岩样和树322区块的一块岩样。
（1）恒速压汞试验原理恒速压汞的实验原理简述如下：恒速压汞以非常低的速度进汞，其进汞速度为0.000001mL/s，如此低的进汞速度保证了准静态进汞过程的发生。
在此过程中，界面张力与接触角保持不变；进汞前缘所经历的每一个孔隙形状的变化，都会引起弯月面形状的改变，从而引起系统毛管压力的改变。
其过程如下图所示，左图为孔隙群落以及汞前缘突破每个结构的示意图，右图为相应的压力变化。
当进汞前缘进入到主孔喉1时，压力逐渐上升，突破后，压力突然下降，如右图第一个压力降落O(1)，之后汞将逐渐将这第一个孔室填满并进入下一个次级孔喉，产生第二个次级压力降落O(2)，以下渐次将主孔喉所控制的所有次级孔室填满。
直至压力上升到主孔喉处的压力值，为一个完整的孔隙单元。
主孔喉半径由突破点的压力确定，孔隙的大小由进汞体积确定。
这样孔喉的大小以及数量在进汞压力曲线上得到明确的反映。
图1-4 恒速压汞测试原理图实验采用美国Coretest公司制造的ASPE730恒速压汞仪。
进汞压力0-1000psi （约7MPa）。
进汞速度0.000001ml/s。
接触角140º，界面张力485达因/厘米。
样品外观体积约1.5cm3。
（2）恒速压汞测试与分析表1-3、图1-5～图1-12给出了榆树林两个特低渗透岩样的数据测试结果。
图1-5 样品孔道半径分布情况图图1-6 样品喉道半径分布情况图图1-7 样品喉道半径累积分布图图1-8 样品单一喉道对渗透率的贡献率图0200400600800100012005020035050065080095011001250孔喉半径比频率（个数）图1-9 树322区块一样品孔喉半径比分布200400600800100012001400160035140245350455560665770孔喉半径比频率（个数）图1-10 东16区块一样品孔喉半径比分布1101001000102030405060708090100Sw (%PV)毛管压力 (p s i a )图1-11 树322区块一样品毛管压力曲线0.11101001000102030405060708090100Sw (%PV)毛管压力 (p s i a )图1-12 东16区块一样品毛管压力曲线表1-3 所测试特低渗透岩样数据从图表中数据分析可知，东16和树322两区块的孔道半径分布比较接近，东16区块略大，而喉道分布相差很大。
压汞仪实验指导书
压汞仪实验指导书1. 实验目的：混凝土是由粗骨料、细骨料、水泥水化颗粒、未水化水泥颗粒、孔隙和裂纹等不同组分组成的水泥基复合材料，是一种多孔的、在各尺度上多相的非均质复杂体系。
孔结构对混凝土的渗透性和强度等宏观性能有重要影响.压汞法（mercury intrutionporosimetry ）测孔是研究水泥基复合材料孔结构参数（如孔隙率、孔径尺寸和孔径分布)的一种广泛应用的方法，成功应用于许多关于硬化水泥浆和水泥砂浆体的研究，并取得了大量的成果，促进了混凝土材料科学的进步。
本实验的目的是了解压汞仪工作原理；掌握压汞仪操作；并学会分析所测孔结构数据。
2压汞仪工作原理：通过加压使汞进入固体中,进入固体孔中的孔体积增量所需的能量等于外力所做的功，即等于处于相同热力学条件下的汞-固界面下的表面自由能。
而之所以选择水银作为试验液体，是根据固体界面行为的研究结论,当接触角大于90度时，固体不会被液体润湿.同时研究得知，水银的接触角是117度，故除非提供外加压力,否则混凝土不会被水银润湿，不会发生毛细管渗透现象。
因此要把水银压入毛细孔,必须对水银施加一定的压力克服毛细孔的阻力.通过试验得到一系列压力p 和得到相对应的水银浸入体积V ，提供了孔尺寸分布计算的基本数据,采用圆柱孔模型，根据压力与电容的变化关系计算孔体积及比表面积，依据华西堡方程计算孔径分布。
压汞试验得到的比较直接的结果是不同孔径范围所对应的孔隙量，进一步计算得到总孔隙率、临界孔径（临界孔径对应于汞体积屈服的末端点压力.其理论基础为，材料由不同尺寸的孔隙组成,较大的孔隙之间由较小的孔隙连通，临界孔是能将较大的孔隙连通起来的各孔的最大孔级。
根据临界孔径的概念，该表征参数可反映孔隙的连通性和渗透路径的曲折性)、平均孔径、最可几孔径（即出现几率最大的孔径）及孔结构参数等。
图1 毛细孔中汞受力情况若欲使毛细孔中的汞保持一平衡位置，必须使外界所施加的总压力P 同毛细孔中水银的表面张力产生的阻力P 1相等，根据平衡条件,可得公式;2P 2cos s r p P r ππσθ==-22cos r p r ππσθ=-只有当施加的外力P ≥ Ps 时，水银才可进入毛细孔,从而得到施加压力和孔径之间的关系式,即Washburn 公式：3实验用原材料、仪器及操作步骤和注意事项:美国产PoreMaster—33全自动压汞仪，天平，脱脂棉，镊子,汞，液氮，硫磺，酒精美国产PoreMaster-33全自动压汞仪主要技术指标：孔分布测定范围孔直径为950-0。
压汞数据孔隙分布
压汞数据孔隙分布一、压汞实验原理及仪器1. 压汞实验原理压汞实验是利用压汞仪器对样品进行一定压力条件下的吸附和脱附实验，通过测量吸附和脱附过程中样品的体积变化，从而得到样品孔隙结构的相关参数。
当样品与汞接触时，汞的表面张力会使其在孔隙中形成一定的曲率，从而可以根据汞的压入量来确定孔隙的大小和分布。
2. 压汞仪器常用的压汞仪器包括自动压汞仪、手动压汞仪等。
自动压汞仪器通常具有加热、走样、压汞等功能，可以实现对样品自动的多次吸附和脱附实验。
手动压汞仪器则需要手动进行样品的吸附和脱附过程。
无论是自动压汞仪还是手动压汞仪，都需要保证实验条件的稳定性和准确性，以得到可靠的数据。
二、压汞数据的获取方法1. 样品预处理在进行压汞实验前，需要对样品进行一定的预处理。
对于多孔材料，通常需要将其干燥或者去除其中的一些组分，以保证实验数据的准确性。
另外，在进行压汞实验前还需要对样品进行表面处理，保证其表面的光滑度和洁净度。
2. 实验过程在进行压汞实验时，首先需要将样品放置在压汞仪器中，并严格控制实验条件，如温度、压力等。
然后通过加压和减压的方式，对样品进行吸附和脱附过程，通过测量样品的体积变化，得到吸附和脱附曲线。
最后，通过曲线的分析，可以得到样品的孔隙分布和表面积等参数。
三、压汞数据的分析与应用1. 数据分析压汞数据通常以吸附和脱附曲线的形式呈现，通过对曲线的分析可以得到一系列的孔隙参数，如比表面积、孔隙体积、孔隙分布等。
在进行数据分析时，通常会采用一些常用的模型，如BET模型、DFT模型等，以求得样品的孔隙参数。
2. 应用领域压汞数据对于材料科学、环境科学、地质学等领域都有重要的应用价值。
在材料科学领域，压汞数据可以帮助研究人员了解样品的孔隙结构、孔隙大小分布等重要参数，为材料的设计和制备提供重要依据。
在环境科学领域，压汞数据可以帮助研究人员了解土壤、岩石等天然材料的孔隙结构和某些环境物质的吸附特性，为环境污染物的去除和修复提供重要依据。
压汞仪原理
压汞仪原理压汞仪是一种用来测定材料孔隙度的仪器，它利用水银的特性来测定材料的孔隙度。
在使用压汞仪时，首先需要将样品放入仪器中，然后通过施加压力来使水银进入样品的孔隙中，最后通过测量水银的体积变化来计算出样品的孔隙度。
压汞仪的原理非常简单，但是它在材料科学领域中有着非常重要的应用价值。
在压汞仪中，水银是作为测量介质的，它具有很小的表面张力和很强的润湿性，这使得水银可以充分地进入样品的孔隙中。
当施加压力时，水银会被迫进入样品的孔隙中，填充孔隙空间。
通过测量水银的体积变化，可以计算出样品的孔隙度。
这是因为水银的体积变化与样品孔隙的体积成正比，所以可以通过测量水银的体积变化来间接地测量样品的孔隙度。
压汞仪的原理非常简单，但是在实际应用中需要注意一些问题。
首先，样品的准备非常重要，必须保证样品的表面是干净的，并且没有任何的孔隙堵塞。
其次，施加的压力必须是均匀的，这样才能保证水银可以充分地进入样品的孔隙中。
最后，测量水银的体积变化时，需要考虑到温度和压力的影响，这样才能得到准确的结果。
压汞仪在材料科学领域中有着广泛的应用。
首先，它可以用来测定材料的孔隙度，这对于材料的性能评价非常重要。
其次，它还可以用来研究材料的孔隙结构，从而为材料的设计和改进提供重要的参考。
此外，压汞仪还可以用来研究材料的渗透性能，对于一些多孔材料的研究具有非常重要的意义。
总之，压汞仪是一种非常重要的材料测试仪器，它利用水银的特性来测定材料的孔隙度。
压汞仪的原理非常简单，但是在实际应用中需要注意一些问题。
它在材料科学领域中有着广泛的应用，对于材料的性能评价、孔隙结构研究和渗透性能研究都具有非常重要的意义。
希望本文能够对压汞仪的原理有一个初步的了解，对于相关领域的研究和实践有所帮助。
压汞仪实验指导书
压汞仪实验指导书1. 实验目的：混凝土是由粗骨料、细骨料、水泥水化颗粒、未水化水泥颗粒、孔隙和裂纹等不同组分组成的水泥基复合材料，是一种多孔的、在各尺度上多相的非均质复杂体系。
孔结构对混凝土的渗透性和强度等宏观性能有重要影响。
压汞法（mercuryintrutionporosimetry ）测孔是研究水泥基复合材料孔结构参数(如孔隙率、孔径尺寸和孔径分布)的一种广泛应用的方法，成功应用于许多关于硬化水泥浆和水泥砂浆体的研究，并取得了大量的成果，促进了混凝土材料科学的进步。
本实验的目的是了解压汞仪工作原理；掌握压汞仪操作；并学会分析所测孔结构数据。
2压汞仪工作原理：通过加压使汞进入固体中，进入固体孔中的孔体积增量所需的能量等于外力所做的功，即等于处于相同热力学条件下的汞-固界面下的表面自由能。
而之所以选择水银作为试验液体，是根据固体界面行为的研究结论，当接触角大于90度时，固体不会被液体润湿。
同时研究得知，水银的接触角是117度，故除非提供外加压力，否则混凝土不会被水银润湿，不会发生毛细管渗透现象。
因此要把水银压入毛细孔，必须对水银施加一定的压力克服毛细孔的阻力。
通过试验得到一系列压力p 和得到相对应的水银浸入体积V ，提供了孔尺寸分布计算的基本数据，采用圆柱孔模型，根据压力与电容的变化关系计算孔体积及比表面积，依据华西堡方程计算孔径分布。
压汞试验得到的比较直接的结果是不同孔径范围所对应的孔隙量，进一步计算得到总孔隙率、临界孔径（临界孔径对应于汞体积屈服的末端点压力。
其理论基础为，材料由不同尺寸的孔隙组成，较大的孔隙之间由较小的孔隙连通，临界孔是能将较大的孔隙连通起来的各孔的最大孔级。
根据临界孔径的概念，该表征参数可反映孔隙的连通性和渗透路径的曲折性）、平均孔径、最可几孔径(即出现几率最大的孔径)及孔结构参数等。
图1 毛细孔中汞受力情况若欲使毛细孔中的汞保持一平衡位置，必须使外界所施加的总压力P 同毛细孔中水银的表面张力产生的阻力P 1相等，根据平衡条件，可得公式; 2P 2cos s r p P r ππσθ==-22cos r p r ππσθ=-只有当施加的外力P ≥ Ps 时，水银才可进入毛细孔，从而得到施加压力和孔径之间的关系式，即Washburn 公式:3实验用原材料、仪器及操作步骤和注意事项：美国产PoreMaster-33全自动压汞仪，天平，脱脂棉，镊子，汞，液氮，硫磺，酒精 美国产PoreMaster-33全自动压汞仪主要技术指标：孔分布测定范围孔直径为微米；从真空到33000psia 可连续或步进加压。
压汞实验的应用原理
压汞实验的应用原理1. 什么是压汞实验压汞实验是一种常用的化学实验方法，用于测量材料的孔隙体积和比表面积。
它通过测量在一定压力下，汞在材料孔隙中的充填量，进而推算出孔隙体积和比表面积。
2. 压汞实验的原理压汞实验基于到一个基本原理，就是洛伦兹-门德尔松方程。
根据这个方程，汞在孔隙中的充填量与孔隙体积成正比。
具体而言，当汞静止时，孔隙内的汞在竖直方向上受到的压力由重力和大气压力共同作用。
而如果施加额外的压力，汞会侵入更小的孔隙中，增加充填量。
根据洛伦兹-门德尔松方程，充填量与施加的额外压力成正比。
3. 压汞实验的步骤进行压汞实验的一般步骤如下：1.制备样品：首先需要制备一个具有孔隙的材料样品，例如多孔滤膜、多孔陶瓷材料等。
2.准备压汞仪器：准备一台压汞仪器，其中包括压汞笔、压力计、温度计等设备。
3.设置实验条件：根据实验要求，设置汞的压力、温度等条件。
4.开始实验：将样品置于压汞仪器中，使用压汞笔施加额外的压力，记录汞的充填量。
5.分析数据：根据实验结果得到的充填量数据，通过洛伦兹-门德尔松方程计算出孔隙体积和比表面积。
6.结果解读：根据计算结果，分析样品的孔隙结构特征和材料性能。
4. 压汞实验的应用压汞实验广泛应用于材料科学和化学领域。
下面介绍一些主要的应用领域：4.1 孔隙体积测量压汞实验可以用于测量材料的孔隙体积。
这对于许多材料来说非常重要，例如多孔材料的孔隙体积决定了其吸附、分离和传递性能。
4.2 比表面积分析通过压汞实验可以计算材料的比表面积，这是一种评估材料表面活性和反应性的重要指标。
比表面积可以影响材料的催化活性、吸附性能等。
4.3 孔隙结构研究压汞实验可以通过测量汞充填量的变化来研究样品的孔隙结构。
通过分析充填量与压力的关系，可以获得孔隙尺寸和分布的信息。
4.4 纳米孔隙材料研究压汞实验对于纳米孔隙材料的研究具有重要意义。
纳米孔隙材料的特殊结构和性能使其在许多领域具有广阔的应用前景，如催化剂、吸附剂、气体分离等。
测汞仪工作原理
测汞仪工作原理
汞仪是一种使用汞作为测量介质的仪器，其工作原理基于汞的导电特性和流体力学原理。
以下是汞仪的工作原理：
1. 导电特性：汞是一种可导电材料，汞仪中的汞是液态的，在两个电极之间形成导电通路。
当电流通过汞时，汞的电阻会随着电流的变化而变化。
2. 流体力学原理：通过控制汞的高度和流量，可以实现对不同压力的测量。
根据流体力学的原理，当一个管道中的液体处于平衡状态时，液体的压力在该点是相等的。
因此，可以通过汞柱的高度来间接测量压力变化。
基于上述原理，汞仪的工作过程如下：
1. 当电流通过汞时，测量电极处的电压。
根据汞的电阻特性，可以通过测量电压来推断出电流的大小。
这个电流可以被视为是一个控制变量。
2. 通过调节电流的大小，控制汞的高度。
通常情况下，电流越大，汞柱的高度就越高。
这样可以通过电流的变化来控制汞的高度。
3. 当汞柱的高度发生变化时，可以通过测量汞柱高度的变化来间接测量压力的变化。
根据流体力学原理，汞柱的高度和压力是成正比的。
因此，可以通过测量汞柱高度的变化来推断出压力的变化。
总结：汞仪通过控制汞的高度和流量，利用汞的导电特性和流体力学原理来测量压力变化。
通过测量电流和汞柱高度的变化，可以间接测量压力的变化。
压汞仪原理
压汞仪原理1. 概述压汞仪是一种用于测量气体体积的仪器。
它利用了汞的特性来实现测量。
本文将详细解释压汞仪的基本原理。
2. 原理解释2.1 汞的性质首先，我们需要了解一些汞的性质。
汞是一种液态金属，在常温下具有较低的蒸汽压和较高的密度。
它具有很好的流动性和表面张力，不易挥发，并且对大多数材料都没有腐蚀作用。
2.2 压力与体积关系根据物理学中的气体定律，压力与体积之间存在着一定关系。
当温度保持不变时，气体的压力与其体积成反比，即当压力增加时，体积减小；当压力减小时，体积增大。
2.3 原理说明基于以上两点，压汞仪利用了汞具有较高密度和不易挥发的特性来测量气体体积。
下面将详细介绍其工作原理。
1.初始状态：假设压汞仪中只有汞和气体，没有空气。
此时，汞在压力作用下充满了整个容器，并且没有空气存在。
2.压力变化：通过改变压力，例如使用活塞或者通过电子控制，可以使容器内的压力发生变化。
3.压缩气体：当增加容器内的压力时，气体被压缩，并且占据的体积减小。
同时，由于汞的密度较大，它对气体的挤压作用很小。
4.读取数据：通过测量汞柱的高度差来确定气体被压缩后所占据的体积。
由于汞在管道中上升高度与气体体积成反比，因此可以通过测量汞柱高度差来计算出气体的实际体积。
5.原理解释：根据理想气体定律（PV=constant），当温度保持不变时，初始状态下P1V1=P2V2。
通过测量两种不同压力下汞柱的高度差（h1和h2），我们可以得到P1和P2之间的关系。
然后将这些数据代入方程中，就可以计算出V1和V2。
6.计算体积：通过计算V1和V2的差值，即可得到气体被压缩后所占据的体积。
2.4 优点和应用压汞仪具有以下优点： - 精确度高：汞柱的高度可以精确测量，因此可以得到准确的气体体积。
- 范围广：压汞仪适用于不同范围的气体压力测量。
- 可靠性强：由于汞的特性，压汞仪具有较长的使用寿命。
压汞仪广泛应用于以下领域： - 化学实验室：用于测量气体反应中产生或消耗的气体体积。
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基本原理
The Fundamental Principle
非浸润
在颗粒之间的液态汞被压入孔中,被汞侵入的孔径是所用 压力的函数. 这个特性被用来表征广泛的微粒和固体材料 .
The forced intrusion of liquid mercury between particles and into pores as a function of applied pressure is routinely employed to characterize a wide range of particulate and solid materials.
绝大多数材料都能满足仪器对样品直径的分析 要求,即样品直径应限制在2.5cm 以内(对于 GT共同，为10mm以内).
Most materials can be analyzed so long as the sample can be accommodated in the instrument, which typically restricts the sample dimensions to no more than 2.5cm (GT: 10mm).
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我们从压汞法中能了解什么?
What Can We Learn From Mercury Intrusion?
孔体积Pore volume 孔径分布Pore size distribution 孔面积Pore Area 孔结构Pore structure
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毛细管现象
Capillarity
毛细上升Capillary rise < 90
毛细下降Capillary depression > 90
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Washburn 方程
Pr 2 cos
480 N / m
and
140
0.736 P r
Where P is in MPa and r in µm
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压汞法
Mercury Intrusion
在颗粒之间的液态汞被压入孔中,被汞侵入的孔 径是所用压力的函数. 这个特性被用来表征广 泛的微粒和固体材料.
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浸润/接触角
Wetting / Contact Angles
浸润 < 90
非浸润 > 90
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Contact Angle : Hg on a variety of materials
浸润/非浸润Wetting/Non-wetting 接触角Contact Angle Washburn 方程 压力生成Pressure Generation 体积的电容测量Capacitance measurement of
Analysis
volume
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Environmental Protection Agency)
/Region1/steward/neeat/me rcury/ (新英格兰环境救助队,提供汞的医疗救助信息和设备及怎
样防止汞及其它废弃物的污染.The New England Environmental Assistance
Team “NEEATeam”, provides medical facilities with information on mercury and how to prevent pollution by minimizing mercury and other waste)
/region01/steward/neeat/m ercury/disposal.html ( 汞处置选项和汞溅出处置盒
Material Mean contact angle ( o) 139.6 140.3 140.6 140.9 141.4 141.5 141.6 143.1 147.2 154.9 Standard deviation 0.45 0.43 0.41 0.55 0.34 0.44 0.88 0.27 0.68 1.2 Dimethylglyoxime Galactose Barium chromate Titanium oxide Zinc oxide Dodecyl sodium sulfate Antimony oxide Fumaric acid Starch Carbon
Disposal Options and Spill Kits)
/msdsterial Safety data Sheet)
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Basic Theory
The forced intrusion of liquid mercury between particles and into pores is routinely employed to characterize a wide range of particulate and solid materials.
关于汞(网上资源)
Mercury (online resources)
关于汞安全的网上资源请看如下网站:
Online resources regarding mercury safety are available at the following sites:
/mercury/index.html (环保局