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
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。
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。
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。
实验5.6陶瓷体积密度、吸水率及气孔率测定
实验5.6陶瓷体积密度、吸⽔率及⽓孔率测定实验5.6 陶瓷体积密度、吸⽔率及⽓孔率测定1 ⽬的意义1.1 意义在陶瓷内部或多或少都有⽓孔，这些⽓孔对材料的性能(特别是⼒学性能)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。
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都有重要意义。
1.2 ⽬的①掌握体积密度、吸⽔率、⽓孔率等概念的物理意义、测定原理和测定⽅法；②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；③学会⽤作图法求解烧结温度和烧结温度范围。
2 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。
在⼯程测量中，往往忽略空⽓浮⼒的影响，在此前提下可推导出⽤称量法测定物体密度时的原理公式：21L1m m D m D ?=(11-1)式中：D —测定物体密度，g ·cm -3；m 1—物体在空⽓中的质量，g ；m 2—物体在液体中的质量，g ；D L —液体密度，g ·cm -3。
这样，只要测出有关量并代⼈上式，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。
陶瓷体积密度、吸水率及气孔率测定
陶瓷体积密度、吸水率及气孔率测定1 目的意义1.1 意义在陶瓷内部或多或少都有气孔，这些气孔对材料的性能(特别是力学性能)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。
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都有重要意义。
1.2 目的① 掌握体积密度、吸水率、气孔率等概念的物理意义、测定原理和测定方法； ② 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； ③ 学会用作图法求解烧结温度和烧结温度范围。
2 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。
在工程测量中，往往忽略空气浮力的影响，在此前提下可推导出用称量法测定物体密度时的原理公式：21L1m m D m D -=(9-1)式中：D —测定物体密度，g ·cm -3；m 1—物体在空气中的质量，g ；m 2—物体在液体中的质量，g ；D L —液体密度，g ·cm -3。
这样，只要测出有关量并代人上式，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。
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
4．饱和试样质量测定：从浸液中取出试样，用 饱和了液体的毛巾，小心地擦去试样表面多余的 液滴（但不能把气孔中的液体吸出）迅速称量饱 和试样在空气中的质量m3，精确至0.01g。每个 样品的整个擦水和称量操作应在1min之内完成。 5．浸渍液体密度测定：测定在试验温度下所用 的浸渍液体的密度，可采用液体静力称量法、液 体比重大平法或液体比重计法，精确至0.01g/cm3。
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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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（1） （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。
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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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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。
吸水率实验报告
1. 了解吸水率的概念及其在材料性能评价中的重要性。
2. 掌握测定材料吸水率的方法和步骤。
3. 分析不同材料的吸水性能，比较其差异。
二、实验原理吸水率是指材料在一定条件下吸收水分的能力，通常以材料吸收水分的质量占材料干燥质量的百分比来表示。
吸水率是评价材料性能的重要指标，对于建筑、化工、食品等行业具有重要的实际意义。
实验原理基于材料在吸水过程中，水分会进入材料的孔隙中，使材料的质量增加。
通过测定材料吸水前后的质量差，可以计算出材料的吸水率。
三、实验仪器与材料1. 仪器：- 电子天平（精度0.01g）- 烘箱- 烘箱干燥器- 容器（如烧杯、试管等）- 秒表- 量筒- 秒表2. 材料：- 干燥的砂土- 干燥的混凝土- 干燥的木材- 干燥的纸张1. 准备工作：（1）将实验材料分为若干组，每组取相同质量的样品。
（2）将样品放入烘箱中，在105℃下烘干至恒重，记录干燥质量。
（3）将烘干的样品取出，置于干燥器中冷却至室温。
2. 吸水实验：（1）将冷却至室温的样品分别放入容器中，记录容器编号和样品质量。
（2）向容器中加入足量的水，使样品完全浸没。
（3）记录加水时间，每隔一定时间（如30分钟、60分钟、90分钟等）用电子天平称量容器及样品的总质量，直至质量不再发生变化。
（4）计算出样品的吸水率。
3. 数据处理：（1）根据实验数据，绘制吸水率随时间变化的曲线。
（2）计算不同材料的平均吸水率。
五、实验结果与分析1. 实验数据：（1）砂土吸水率：砂土的干燥质量为20g，吸水后质量为30g，吸水率为50%。
（2）混凝土吸水率：混凝土的干燥质量为50g，吸水后质量为60g，吸水率为20%。
（3）木材吸水率：木材的干燥质量为30g，吸水后质量为40g，吸水率为33.33%。
（4）纸张吸水率：纸张的干燥质量为10g，吸水后质量为15g，吸水率为50%。
2. 分析：（1）砂土的吸水率最高，其次是纸张，木材的吸水率最低。
（2）混凝土的吸水率低于木材，说明混凝土的孔隙结构相对较密。
陶瓷吸水率、气孔率及体积密度的测定
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？Biblioteka 电子比重计 （图2）
3)将样品放在电子比重计上水槽的吊篮中，
天平给出的重量就是饱吸液体的试样在液体 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
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。
陶瓷吸水率、气孔率及体积密度的测定 一、实验目的
1)
气孔率和体积密度是陶瓷体性能的重要指 标，是鉴定产品质量的一个重要方面； 掌握陶瓷吸水率、气孔率及实际密度的测 定方法。
材料密度及气孔率的测量
材料密度、吸水率及气孔率的测定一．目的在无机非金属材料中，，有的材料部是有气孔的，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。
在这些材料的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。
本实验的目的：1．了解体积密度、气孔率等概念的物理意义；2．掌握体积密度、气孔率的测定原理和测定方法；3．了解体积密度、气孔率测试中误差产生的原因及防止方法，二．原理密度的物理意义是指单位体积物质的质量。
颗粒密度和材料吸水率、气孔率的测定都是基于阿基米德原理。
将粉末浸入可润湿粉体的液体中，抽真空排除气泡，计算颗粒排除液体的体积。
便可计算出颗粒的密度。
当颗粒的闭气孔全部被破坏时，所测密度即为颗粒的真密度，否则为颗粒的有效密度。
与此类以，可以将块体材料视为大的“颗粒”，采用类似颗粒测试的方法测定材料的吸水率、气孔率。
粉体材料的密度，可以分为颗粒的真密度，有效密度，松装密度和振实密度。
测定颗粒的真密度必须采用无孔材料，一般情况下，颗粒的密度指的是颗粒的有效密度。
无机非金属材料难免含有各种类型的气孔。
块体材料如水泥、瓷等制品，含有部分大小不同，形状各异的气孔。
浸渍时能被液体填充或与大气相通的气孔称为开口气孔；不能被液体填充或不与大气相通的气孔称为闭口气孔。
块体材料中固体材料的体积、开口及闭口气孔的体积之和称为总体积。
材料所有开口气孔的体积与其总体积之比称为开口气孔率或显气孔率；材料所有闭口气孔的体积与材料总体积之比称为闭口气孔率；材料所有气孔的体积（开口和闭口气孔体积之和）与其总体积之比称为真气孔率。
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。
三．实验设备材料密度和气孔率测定的装置如图35-1所示。
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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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（6）试验误差 ①同一试验室、同一试验方法。同一块试 样的复验误差不允许超过： 显气孔率：0.5%； 吸水率：0.3%； 体积密度：0.02g/cm3； 真气孔率：0.5％。
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②不同试验室。同一块式样的复验误差不 允许超过： 显气孔率：1.0%； 吸水率：0.6％； 体积密度：0.04g/cm3； 真气孔率：1.0％。
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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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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。
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二、实验原理
图1 测定开口气孔率时在液体中的称量装置天平； 2.普通天平：分度值0.01g； 3.烘箱、干燥器； 4.抽真空装置（可用陶瓷吸水率测试仪如湘潭中 山仪器厂的TX型陶瓷吸水率测试仪； 5.带有溢流管的烧杯； 6.煮沸用器皿； 7.毛刷、镊子、吊篮、小毛巾、三角架、纱布等。
2．试样浸渍：把试样放人容器内，并置于抽真空装置中， 在相对真空度不低于97%（残压2.67kPa）的条件下，抽 真空5min然后在5min内缓慢地注入供试样吸收的液体（工 业用水或工业纯有机液体），直至试样完全淹没。再保持 抽真空5min，停止抽气，将容器取出在空气中静置30min， 使试样充分饱和。 3．饱和试样表观质量测定：将饱和试样迅速移至带溢流 管容器的浸液中，当浸液完全淹没试样后，将试样吊在天 平的挂钧上称量，得饱和试样的表观质量m2，精确至 0.01g。 表观质量（Appaxeni Mass）系指饱和试样的质量减去 被排除的液体的质量。即相当于饱和试样悬挂在液体中的 质量。
2.1 气孔率、吸水率及体积密度的测定
一、实验目的 陶瓷材料内部是有气孔的，这些气孔对陶瓷的性能和质 量有重要的影响。 陶瓷的体积密度是陶瓷最基本的属性之一，它是鉴定矿 物的重要依据，也是进行其他许多物性测试如颗粒粒径测 试的基础数据。陶瓷的吸水率、气孔率是陶瓷结构特征的 标志。在陶瓷研究中，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。在陶瓷的生产中，测定 这三个指标对生产控制具有重要意义。 本实验的目的： 1．掌握显气孔率、闭口气孔率、真气孔率、吸水率和 体积密度的概念、测定原理和测定方法； 2．了解气孔率、吸水率、体积密度与陶瓷制品理化性 能的关系。
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2．计算 （1）吸水率按下式计算 Wa=[（m3—m1）／m1]x100％ （2）显气孔率按下式计算 Pa=[（m3—m1）／（m—m2）] xl00％ （3）体积密度按下式计算 Db=m1· D1／（m3—m2） （4）真气孔率按下式计算 Pt=[（Dt—Db）／Dt]x100％ （5）闭口气孔率按下式计算 Pc= Pt —Pa
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五、记录与计算 1．记录表
试样名称 试样处理 试样 编号 干试样 质量m1 饱和试样 饱和试样在 表观质量 空气中质量m3 m2
表1
测定人 测定日期
吸水 率/%
显气 孔率 /%
真气 孔 率/%
闭口气孔 率/%
体积密度 /g· cm3
（1） （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。
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4．饱和试样质量测定：从浸液中取出试样，用 饱和了液体的毛巾，小心地擦去试样表面多余的 液滴（但不能把气孔中的液体吸出）迅速称量饱 和试样在空气中的质量m3，精确至0.01g。每个 样品的整个擦水和称量操作应在1min之内完成。 5．浸渍液体密度测定：测定在试验温度下所用 的浸渍液体的密度，可采用液体静力称量法、液 体比重大平法或液体比重计法，精确至0.01g/cm3。
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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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