多孔材料孔徑分析儀

儀器介紹：

    多孔材料孔徑分析儀是南京工業(yè)大學(xué)金屬膜研究室自主設(shè)計(jì)、制造與銷售的儀器，其主要是由數(shù)字式質(zhì)量流量計(jì)、壓力傳感器、電磁閥、穩(wěn)流閥等精密部件組成，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試過(guò)程,采集分析并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，適用于科研、生產(chǎn)中多孔材料（包括多孔金屬、多孔陶瓷、多孔玻璃、高分子膜等）的檢測(cè)、質(zhì)量控制。

功能介紹：

    主要功能：可執(zhí)行多孔材料透氣性測(cè)量，泡點(diǎn)測(cè)試，孔喉孔徑（特指材料孔道內(nèi)zui窄處直徑）測(cè)試，孔口孔徑（特指材料表面孔道口直徑）測(cè)試等，其中孔徑又包括zui大孔徑、平均孔徑、孔分布。

測(cè)試界面：

透氣性測(cè)試：

    用于測(cè)量多孔材料透過(guò)氣體的能力，通常采用相對(duì)透氣系數(shù)來(lái)表達(dá)。準(zhǔn)確測(cè)量氣體通過(guò)干燥樣品的流量與壓差，通過(guò)下列公式得出：K=Q/A·ΔP，K為相對(duì)透氣系數(shù)，Q為氣體流量，A為測(cè)試樣品的面積，ΔP為樣品兩側(cè)壓差。此測(cè)試過(guò)程同樣可用于致密膜材料的氣密性檢測(cè)。

泡點(diǎn)測(cè)試：（參照標(biāo)準(zhǔn)ISO 4003-1977）

    測(cè)試原理：將多孔材料的空隙內(nèi)充滿潤(rùn)濕液，借助氣體壓力，促使液體排出孔道，具體過(guò)程如下圖：

當(dāng)*個(gè)孔打開時(shí)，準(zhǔn)確地測(cè)量出此時(shí)壓力值，即為泡點(diǎn)壓力，利用公式計(jì)算孔徑：

D=4γCOSθ/ΔP

其中d_max為zui大孔直徑，γ為潤(rùn)濕液表面張力，θ為潤(rùn)濕液與待測(cè)材料間的接觸角，ΔP為待測(cè)樣品兩側(cè)氣體壓差。

    泡點(diǎn)測(cè)試分手動(dòng)采集和自動(dòng)采集兩種方式，以滿足客戶對(duì)zui大孔徑測(cè)量精度的要求。手動(dòng)泡點(diǎn)采集即通過(guò)肉眼觀察，及時(shí)判斷、采集泡點(diǎn)壓力值，換算對(duì)應(yīng)的zui大孔徑；自動(dòng)泡點(diǎn)采集是根據(jù)壓力值的變化判斷是否已經(jīng)開孔，并采集記錄泡點(diǎn)壓力值。

 孔喉孔徑測(cè)試：（參照標(biāo)準(zhǔn)：ASTM F316-03）

    孔喉孔分布測(cè)試是同樣利用氣液取代技術(shù)，準(zhǔn)確測(cè)量處氣體通過(guò)干濕樣品時(shí)的流量及對(duì)應(yīng)壓力，獲得干濕曲線及半干曲線，如下圖所示:

    借助下列公式獲得孔徑：

d_h=4γCOSθ/ΔP

其中d_h為孔喉直徑，γ為潤(rùn)濕液表面張力，θ為潤(rùn)濕液與待測(cè)材料間的接觸角，ΔP為待測(cè)樣品兩側(cè)氣體壓差。

孔口孔分布測(cè)試：（技術(shù)ZL200810244140.8）

    近年來(lái)，在多孔金屬膜表面涂敷其它功能涂層（如陶瓷、金屬、分子篩、生物材料、聚合物等）同樣吸引了廣泛的注意。多孔材料用于過(guò)濾工藝時(shí)，其孔徑是人們zui為關(guān)心的。這里所說(shuō)的“孔徑”主要是指孔道中的zui窄處即“孔喉”，但在多孔材料表面制備涂層時(shí)，由于涂層位于孔口處，而孔喉尺寸往往遠(yuǎn)小于孔口。無(wú)疑，此時(shí)，孔口的孔分布將直接影響到涂層質(zhì)量。

    孔口孔分布測(cè)試同樣利用毛細(xì)管作用原理，如下圖所示，當(dāng)某一孔道內(nèi)氣體壓力大于孔道內(nèi)毛細(xì)作用力時(shí)，孔道內(nèi)液體被排除，孔道處于打開狀態(tài)；而當(dāng)氣體壓力下降時(shí)，此時(shí)，孔道口的液體將重新覆蓋孔口。

根據(jù)上述原理，準(zhǔn)確測(cè)量孔口閉合時(shí)流量、壓力值，獲得干濕曲線，同樣利用公式可計(jì)算孔徑：

d_K=4γCOSθ/ΔP

其中d_K為孔喉直徑，γ為潤(rùn)濕液表面張力，θ為潤(rùn)濕液與待測(cè)材料間的接觸角，ΔP為待測(cè)樣品兩側(cè)氣體壓差。

耐壓性測(cè)試：（參照標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 6886 2001）

將待測(cè)多孔元件采用石蠟等堵塞其孔道，再將其安裝于測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)，均勻地逐漸向試樣加壓，直至其破裂或達(dá)到某一設(shè)定值，即為其耐壓強(qiáng)度值。

      南京工業(yè)大學(xué)材料工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家特種膜研究中心。