Способ определения пористости материалов

Способ определения пористости материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1>930077

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалкетичееккв

Респубики (61) Доволнительное к авт. сеид-ву— о л,д

Стойчева и- (72) Авторы изобретения

А.P.6àåâ, П,П.Прохоренко, Г.ЕеКоновалов, И. и А.И.Силенко физико-технический институт АН Белорусс ЕйЦ (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к контролю пористости материалов и может быть применено для контроля качества тканей, керамики и других материалов.

Известен способ определения порис5 тости, заключающийся в облучении контролируемого образца рентгеновским излучением и определении пористости тела по результатам измеренияГ1).

Недостатком известного способа определения пористости является то, что при осуществлении его используется дорогая и сложная в эксплуатации установка.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения пористости, заклю.чающийся в пропитке пористого тела жидкостью и определении привеса образца(2).

Недостатком указанного способа является то, что его точность при взвешивании малых образцов с малою пористостью мала, что видно из формулы по определению относительной ошибки пористости (Е ь(g) +pe О О

m тч, у «70 где Р, Рв - вес образца до пропитки и после., r, V0 - плотность жидкости и ш о объем образца, г/см и см

Если P - Р - мало, <(- о qо р Ь Р р зо р Ро а"в с

Дополнительные ошибки могут получиться и вследствие того, что образец после пропитки не сразу взвешивается (происходит испарение проникающей жидкости или адсорбция частиц извне).

Цель изобретения - повышение точ ности измерений пористости образца.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известном GllocO»

93007 бе, заключающемся в пропитке образца, очистке поверхности и взвешивании, в качестве пропитывающей жидкости используют магнитную жидкость, а взвешивание производят в постоянно)-) неоднородном магнитном поле, величина котооого обеспечивает магнитное насыщение жидкости.

При заполнении образца магнитной жидкостью он приобретает способность 16 к силовому взаимодействию с магнитным полем.

После операции пропитки образца ферромагнитной жидкостью и удаления ее с поверхности, адсорбция извне 15 (пыли и др.) практически не скажется на измерениях при взвешивании образца в магнитном поле. Последнее обусловлено тем, что в предлагаемом способе ферромагнитная жидкость 20 при взвешивании в магнитном поле в сотни, тысячи раз сильнее оказыва,ет давление на весы, чем беэ магнитного поля, что обусловлено силовым взаимодействием жидкости с магнит- 25 ным полем. Вышесказанное подтверждается следующими математическими выкладками.

Объемная сила Ю,. градиент напряженности v H и намагничен- Зф ность жидкости связаны отношением

4/ш . f-")F H+g (, () где Яш- плотность жидкости, F - полная сила . 35 ч

F=) F (H)vHdV. (Ц

Если жидкость намагничена до насыщения, т. е. величина магнитного,Е момента единицы объема F или намагниченности жидкости не изменяется при дальнейшем увеличении магнит- ного поля (что наблюдается в поле 4 ° 1О А/м), ч Н =const - ц

6 по вертикали в измерительном объеме, и (3 ) перепишется

F-JF чЬ; аР,аР -V, q=FH.

О

Р, - чУ +рш-Ч, если " = 50 „ F 19 Н

oHz = 4 - 10" - — -а а — 20 раа.

Р д 1 103 F 9 zl - H

Относительная погрешность в определении пористости будет равна

7 4 „Е(Р-Р,) р py, o"F)aH,I

" Fo P F)4H,I

Выбором требуемой конфигурации поля первым членом справа можно пренебречь, если учесть, что

F 50 к A/ì ьй 8 -10 А/м 1

Последний член 5 )hH )

7.

)константа и не. зависит от исследуемого объекта и может быть доведен .до 2Ф.

Пример. Берутся образцы из керамики с уже известной пористостью (вес образцов - 2 - 4 r), помещают между полюсами магнита с параболоидными наконечниками и взвешивают на весах в неодно" родном магнитном поле. Затем образцы пропитывают магнитной жидкостью намагниченностью 50 кА/м на основе кеоосина плотностью -1 42 х

3 Ъ а х 10 кг/м, очищают поверхность образца с помощью раствора хлористого кальция или другого раствора, который, вступая в реакцию с частицами магнетика, неудаленными во время очистки с поверхности образца, окисляет и делает их немагнит)ными - т.е. уменьшается погрешность метода.

Для моделирования пр(оцесса загрязнения и его влияния на точность изме рений - образец окунают в трансформаторное масло и выдерживают в течение 1 ч на воздухе, а затем опять производят взвешивайие образца в магнитном поле и без него. (Минимальная напряженность магнитного поля в рабочем объеме составляла

32 . 10 А/м, а градиент напряжен5 ности - 4 10 А/м) .

Эксперименты проводились на нескольких образцах. Опытные данные приведены в таблице при ч H = 4-10

Из таблицы видно, что точность измерения предлагаемым способом практически не зависит от внешних загрязнений, в то же время при использовании известного способа, погрешности в определении пористости могут составить 20-253 и далее.

Таким образом, точность измерения пористости образцов предлагаемым способом в 2-4 раза выше, чем при проведении испытаний в условиях, когда исследуемые образцы сильно загрязнены.

930077 поскольку можно определить объемную пористость, не разрушая образец (не разрушающий контроль, так как

:для некоторых вязких материалов при

5 изготовлении шлифов пористость может изменяться).

Пористость образца, Ф

Образец, Ю после промывки и взвешивания после загрязнения

Н О Н О

Н О НФО

15,54

18,3 14,8

14,8 15,0

Вес, r 22

9,54

91 93

14 2-3

Вес, г 53

Формула изобретения

Способ определения пористости материалов, заключающийся в пропитке . образца, очистке поверхности и ease" шивании до пропитки и после очистки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в качест- ве пропитывающей жидкости используют магнитную жидкость, а .взвешивание з5 производят в неоднородном магнитном поле, величина которого обеспечивает магнитное насыщение жидкости.

Составитель О. Алексеева

Редактор Т. Киселева Техред И.Надь Корректор Н. Швыдкая

Заказ 345"/53 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В качестве базового объекта выбраны промышленные приборы по определению пористости - квантиметы, которые с большой точностью дают информацию пористости только на шлифах. Возможности предлагаемого способа шире, 6 с

ЮЮ

Погрешность измерения, 3 а . °

Н О НФО

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Методы исследования структуры высокодисперсных и пористых тел.

Под ред. М.И.Дубинина, М., Изд-во

АН СССР, 1958, с. 7-12., 2. Виноградов Т.A. и др, Прессование и прокатка металлокерамичес" ких материалов. М;К., Машгиэ, ° 1963, с.. 31-33 (прототип)..