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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),通过测定测试腔内样品所排开的气体体积来测定样品的骨架体积(含闭孔),从而得到其真密度,真密度=质量/骨架体积.
气体膨胀置换法是以气体取代液体测定样品所排开的体积。此法可避免浸液法中由于样品溶解造成的测试误差,具有不损坏样品的优点。因为气体能渗入样品中极小的孔隙和表面的不规则孔隙,因此测出的样品体积更接近样品的骨架体积,从而可以用来计算样品的密度,测试值也更接近样品的真实密度。
仪器的测试系统由测试腔和基准腔构成,如图。
待测样品质量:M;测试腔体积:V1;基准腔体积:V2;
测定样品真密度时:
排气阀,等压力稳定后,记录此时压力P1;
打开测试阀前后测试腔和基准腔内气体的总摩尔量是相等的,由此可知:
P1(V1-V)+P2V2=P3[(V1-V)+V2],即 V=V1-(P2-P3)V2/(P3-P1),
ρ=M/V
即:可得出材料的骨架体积和真密度。
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