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應用案列 | 氣體法真密度儀在玻璃纖維密度測試上的良好應用

閱讀:499      發(fā)布時間:2023-12-18
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背景介紹

玻璃纖維是一種被廣泛應用的性能優(yōu)異的無機非金屬材料。玻璃纖維密度的測定對研究纖維結(jié)構(gòu)和物理性能有著重要意義,也是新纖維性能評定的基礎。


玻璃纖維,因其纖維長而細的特殊形狀,其密度測試相比于塊狀玻璃的密度測試,難度較高;同時玻璃纖維的密度與塊狀玻璃的密度之間有一定差異(兩者成型工藝不同),因此并不能用塊狀玻璃的密度來表征同配方玻璃纖維的密度。


現(xiàn)有的玻璃纖維密度測試方法有密度天平法、液體比重法、氣流法、沉浮比較法、密度梯度法、線密度估算法。其中沉浮比較法、密度梯度法都需要用四溴乙烷或者三溴甲烷等成分,對人體健康不益且其測試過程較為繁瑣,而線密度估算法會因纖維直徑偏差以及纖維毛羽的影響,造成此方法的精度偏差較大,難用于精確密度計算。



玻璃纖維密度測試

為得到一個精準高效的玻璃纖維密度測試方案,我們應對現(xiàn)有的測試方法進行評估。排除上述使用中會有明顯局限性的幾種方法,目前常用的三種測試方式是:密度天平法、液體比重法、氣流法(也就是氣體膨脹法),對這三種方法進行評估,得到的測定數(shù)據(jù)如下表所示[1]

此3種方法測定玻璃纖維典型粗紗和典型細紗玻璃原絲的纖維密度,從結(jié)果來看氣流法偏差最小。因氣流法測試時,玻璃纖維與介質(zhì)接觸最為全,同時基本不受人為因素干擾,故而測得的結(jié)果重復性最好,偏差低。



氣流法作用原理

簡述一下氣流法(氣體膨脹法)的作用原理:

通過對兩個已知體積的艙室通入惰性氣體,根據(jù)兩個艙室壓力的變化來確定樣品的體積,從而得到密度數(shù)據(jù)。氣體可以是氦氣或者氮氣等惰性氣體,兩者的區(qū)別在于氦氣分子更小,更加容易進入到樣品的孔道當中,測試時間也更短,而氮氣的價格更低廉,性價比更高。



Ultrapyc5000

安東帕的Ultrapyc5000真密度分析儀是一款氣流法作用的全自動密度分析儀。其內(nèi)置高清觸屏,一鍵式啟動測試,并且使用帕爾貼半導體控溫系統(tǒng),可將溫度精準、快捷的控制在15℃-50℃的區(qū)間內(nèi),將溫度多結(jié)果的影響降到,提高測試精度。相比其它傳統(tǒng)的密度測試方法,該方法操作簡單,并且基本沒有人為干擾,系統(tǒng)誤差小,測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定。



應用廣泛

Ultrapyc5000這款儀器除了在玻璃纖維密度測試方面有良好的應用反饋外,它還廣泛用于測定多孔固體、半固體的樣品密度測試,符合多個ASTM、ISO、MIPF和JIS標準,應用廣泛。

左滑更多應用實例


粉末涂料和干膜涂料 使用氣體膨脹法檢測塑料的結(jié)晶度和干粉顏料的真實密度,有助于了解這些材料的機械性能。此外,氣體膨脹法還能用于測定干膜涂料中的揮發(fā)性有機物含量,以評估固化程度。

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陶瓷和催化劑 密度數(shù)據(jù)可用于耐火材料的研發(fā)、生產(chǎn)和問題排查,以檢測材料是否具備所需的晶相和閉口孔隙率。


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水泥 水泥的真實密度可用來準確計算粉體特性。在設置時間后測量,所獲得的數(shù)據(jù)有助于了解水泥形成和穩(wěn)定性。

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采礦和石油勘探 氣體膨脹法是快速測定鉆井液中固體含量的主要技術(shù)。


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冶金粉末冶金方法生產(chǎn)的復雜形狀的金屬件,其真實密度可用于驗證原材料的純度,或加工過程導致的開閉孔。


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藥物 活性成分和賦形劑的真實密度檢測在藥品開發(fā)和生產(chǎn)過程控制中都有廣泛應用。







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