Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОРИСТЫХ ТЕЛ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОРИСТЫХ ТЕЛ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОРИСТЫХ ТЕЛ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: измеряют давление и температуру воздуха и температуру вспомогательной жидкости до и после взвешивания пористого тела в обеих средах, обеспечивая постоянство и равенство температур обеих сред в процессе взвешивания, определяют массу пористого тела взвешиванием на воздухе, наносят на поверхность тела защитное покрытие, взвешивают тело с покрытием на воздухе и во вспомогательной жидкости, находят по стандартным таблицам плотность воздуха, вспомогательной жидкости и защитного покрытия при температуре взвешивания и определяют искомую величину по формуле: ρt=m1(dt-<σ>)(ρп-σ)/[m1(dt-σ)-m2(dtп)-m3п-σ)]+σ, где ρt - плотность пористого тела при температуре t; m1 - масса тела, взвешенного на воздухе; m2 - масса пористого тела с покрытием, взвешенного на воздухе при температуре t; m3 - масса пористого тела с покрытием, взвешенного в жидкости при температуре t; dt - плотность жидкости при температуре t; ρп - плотность покрытия при температуре t; σ - плотность воздуха при температуре t и давлении P.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2006822
Класс(ы) патента: G01N9/08
Номер заявки: 4909500/25
Дата подачи заявки: 11.02.1991
Дата публикации: 30.01.1994
Заявитель(и): Научно-производственное объединение по технологии машиностроения
Автор(ы): Епанчинцев О.Г.
Патентообладатель(и): Епанчинцев Олег Георгиевич
Описание изобретения: Изобретение относится к испытаниям материалов и измерениям и может быть использовано в порошковой металлургии и керамическом производстве для определения плотности пористых тел.
Известен способ определения плотности твердых тел гидростатическим взвешиванием, включающий взвешивание исследуемого тела в воздухе, а затем в жидкости с известной плотностью и определение искомой величины по результатам взвешивания [1] .
Недостатком этого способа является относительно низкая точность измерения плотности пористых формовок, особенно для формовок с шероховатой поверхностью.
Наиболее близким техническим решением является способ определения плотности формовок из металлических порошков, согласно которому массу формовки определяют взвешиванием на весах на воздухе, затем поверхностные поры формовки закрывают, пропитывая ее в расплавленном парафине или в др. веществе [2] . После пропитки парафином формовку высушивают на воздухе до постоянной массы, очищают ее поверхность от парафина и взвешивают формовку на воздухе, а затем в воде. Плотность формовки ρ определяют по формуле
ρ= m1ρF/m2-m3 (1) где m1 - масса формовки, взвешенной на воздухе;
m2, m3 - масса пропитанной формовки, взвешенной на воздухе и в воде;
ρF - плотность воды.
Недостатком этого способа является относительно низкая точность измерений плотности пористых формовок, особенно для формовок с шероховатой поверхностью, на которой после пропитки парафином и очистки остается значительное количество парафина. Последнее зависит не только от степени шероховатости поверхности образца, наличия пор и трещин в его структуре, но и от способа очистки поверхности, что может обусловить значительный разброс результатов измерений параметров m1 и m2 и результирующее увеличение погрешности определения плотности образца Δp, составляющей не менее 0,01 г/см3.
Целью изобретения является повышение точности и надежности определения плотности пористых тел.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.
Измеряют температуру и давление воздуха и температуру жидкости, обеспечивают путем термостатирования постоянство и равенство температур обеих сред в процессе взвешивания в них пористого тела, измеpяют массу пористого тела m1 взвешиванием на весах на воздухе. Покрывают тело сплошным слоем парафина или другого вещества с известной плотностью ρп, после чего взвешивают тело, покрытое парафином, на воздухе и в жидкости, определяя его массу m2, соответственно m3. После окончания взвешиваний тела повторно измеряют давление и температуру воздуха и температуру жидкости. По стандартным таблицам находят плотность воздуха, жидкости и парафина. Определяют величину плотности пористого тела при температуре t, ρt по формуле ρt= [1tm1(d-σ)(ρп-σ)] /[m1(dt-σ)-m2(dtп)-m3п-σ)] +σ, (2) где ρt - плотность пористого тела при температуре t;
m1 - масса пористого тела, взвешенного на воздухе при температуре t;
m2 - масса пористого тела с парафиновым покрытием, взвешенного на воздухе при температуре t;
m3 - масса пористого тела с парафиновым покрытием, взвешенного в жидкости при температуре t;
dt - плотность жидкости при температуре t;
ρп - плотность парафина при температуре t;
σ- плотность воздуха при температуре t и давлении Р.
Пример реализации способа.
Определяли плотность двух цилиндрических прессовок из алюминиевого порошка одного и того же состава (99,99% Al), приготовленных методом взрывного компактирования в идентичных условиях по осесимметричной схеме при технологическом давлении 4 ГПа. Прессовки имели одинаковые размеры: диаметр 10 мм, длину 100 мм.
Взвешивание прессовок на воздухе и в жидкости (дистиллированная вода) проводили на гидростатических весах, размещенных в изолированном боксе, содержащем термостат, обеспечивающий постоянство и равенство температур жидкости и воздуха.
Измеряли давление воздуха Р = 0,1 МПа, температуру воздуха 21,0оС, температуру жидкости 21,0оС. Взвешивание обеих прессовок (N1 и N2) на аналитических весах с точностью до 0,01 г показало равенство масс прессовок (m1 = 21,59 г).
Затем обе прессовки покрывали сплошным защитным слоем парафина. Для этого прессовки подвешивали на тонкой проволоке и погружали в расплав парафина, затем извлекали из расплава и после охлаждения до комнатной температуры взвешивали на воздухе и в жидкости. Измеренные значения параметров составили: m2 = 23,08 г, m3 = 13,44 г для прессовки N1 и m2 = 21,89 г, m3 = 13,57 г для прессовки N2.
Различия значений m2 и m3 для прессовок N1 и N2 при одинаковых значениях m1 объясняются разной толщиной парафинового покрытия на их поверхности. После окончания взвешивания прессовок на воздухе и в жидкости повторно измеряли давление и температуру воздуха, составившие, как и перед началом взвешивания, 0,1 МПа и 21,0оС, и температуру жидкости, составившую 21,0оС. Найденные по стандартным таблицам для вышеуказанных давления воздуха, а также температуры воздуха и воды значения плотности составили: плотность воды dt = 0,997 г/см3, плотность парафина ρп = 0,9 г/см3, плотность воздуха σ= 0,0012 г/см3.
Расчет плотности прессовок по формуле (2) дал для прессовок N1и N2 значения ρt 2,6922 и 2,6928 г/см3. Эти значения очень хорошо совпадают между собой и с теоретической плотностью алюминия, не содержащего пор ρт = 2,7000 г/см3. Относительное расхождение значений плотности, определенной для обеих прессовок с использованием предлагаемого способа, составляет:
Δρ/ρ= 2.6928-2.6922/2.6928= 0,02%
Пористость прессовок П рассчитывали по формуле
П = (ρТt)/ρТ 100% (3)
Расчетные значения П для обеих прессовок были одинаковы и составили 0,3% , что хорошо согласуется с данными независимо проведенных измерений пористости этих же прессовок на гелиевом пикнометре. (56) 1. Гоузнер С. Н. и др. Измерение массы, объема плотности. М. , Изд-во стандартов, 1972, с. 575.
2. Металлургия порошковая. Метод определения плотности формовых. ГОСТ 25281-82. Изд-во стандартов, М. , 1982.
Формула изобретения: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОРИСТЫХ ТЕЛ, включающий измерение его массы взвешиванием на воздухе, нанесение на поверхность пористого тела защитного покрытия, последующее взвешивание тела с покрытием на воздухе и во вспомогательной жидкости и определение искомой величины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности определения, дополнительно измеряют давление и температуру воздуха, температуру жидкости до и после взвешивания тела в обеих средах, обеспечивая постоянство и равенство температур обеих сред в процессе взвешивания, находят по стандартным таблицам плотность воздуха, вспомогательной жидкости и защитного покрытия, а искомую величину находят по формуле
ρt=
где ρt - плотность пористого тела при температуре t;
m1 - масса тела, взвешенного на воздухе;
m2 - масса тела с защитным покрытием, взвешенного на воздухе;
m3 - масса тела с покрытием, взвешенного во вспомогательной жидкости при температуре t;
dt - плотность вспомогательной жидкости при температуре t;
ρп - плотность защитного покрытия;
σ - плотность воздуха.