Kapillær flow porosimetri

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 27. december 2018; verifikation kræver 1 redigering .

Kapillær flow porosimetri (kapillær flow porosimetry, eng. Capillary flow porosimetry eller CFP ) er en undersøgelse af strukturen af ​​porøse materialer , nemlig bestemmelse af størrelsen af ​​gennemgående porer ved den gasdynamiske metode, det vil sige forskydningen af ​​den befugtende væske fra prøvens gennemgående porer ved at øge trykket med en inert gasstrøm.

Beskrivelse

Det tryk (P), der kræves for at tvinge befugtningsvæsken ud af en pore, bestemmes af diameteren af ​​denne pore (D). Forholdet mellem disse mængder er beskrevet af Young-Laplace-ligningen:

P=4*γ/D,

hvor (γ) er overfladespændingen af ​​væsken i kontakt med gassen. Diameteren beregnet ved denne metode svarer til den smalleste del af poren, hvilket giver den største vanskelighed for passagen af ​​den fortrængte væske.

Typisk bruges CFP metoden til at måle trykket ved "boblepunktet", som svarer til størrelsen af ​​den største pore i membranen. Registrering af en gasbobleslip gennem væskelaget over prøven udføres enten visuelt eller ved hjælp af en sensor, alt efter trykfaldet. Derudover gør metoden det muligt at indhente information om minimum og gennemsnitlig porestørrelse, samt at beregne den samlede porestørrelsesfordeling i prøven.

Når man studerer prøver med lav mekanisk styrke, for at undgå deres ødelæggelse ved forhøjet tryk, væsker med lav overfladespænding (ethylalkohol, ethylether, isobutylalkohol, silikoneolie, pentafluorether) og god fugtbarhed (cos θ = 1, hvor θ er kontaktvinkel mellem befugtningsvæsken og materialet). Pentafluorether er mest foretrukket pga den har lav overfladespænding og lavt damptryk. Derudover indgår det ikke i kemisk interaktion med materialet og får det ikke til at svulme.

Målemetoder i kapillær flow porosimetri

Trinvis trykstabiliseringsmetode

Anbefales til forskning og udvikling. Det tryk, der kræves for at tvinge væsken ud af poren, opretholdes i et vist tidsrum, og forsøgspunktet registreres kun, hvis tryk- og strømningsstabiliseringskriterierne specificeret af brugeren er nået. Som et resultat heraf gør metoden det muligt at udjævne de strukturelle træk ved porer med samme effektive diameter, men med forskellige former og længder. Overgangen til det næste punkt sker først, efter at alle porer af samme størrelse er frigivet fra væsken ved den aktuelle trykværdi.

Scanningstrykmetode

Gasforsyningen sker i konstant tilstand uden mellemstabilisering, og forsøgspunkterne registreres kontinuerligt. Denne tilgang gør det muligt at opnå hurtige og reproducerbare resultater og kan bruges i produktkvalitetskontrol eller til analyse af prøver med identiske porer.

Ansøgning

Indledningsvis blev metoden med kapillærstrømningsporosimetri brugt til at studere filtermaterialernes gennemporøsitet; det bruges i øjeblikket aktivt til at studere porøse membraner, ikke-vævede materialer og hule fibre.

Noter

Litteratur

Links og noter

  1. 1 2 3 Leibniz Institut for Anvendt Geofysik (LIAG), Stilleweg 2, D-30655 Tyskland
  2. 1 2 3 4 POROMETER NV, Begoniastraat 17, 9810 Eke, Belgien