Порозиметрия - это аналитический метод, используемый для определения различных количественных характеристик пористой структуры материала, таких как диаметр пор , общий объем пор , площадь поверхности , а также объемная и абсолютная плотности .
Этот метод включает введение несмачивающей жидкости (часто ртути ) под высоким давлением в материал с помощью порозиметра . Размер поры может быть определен на основе внешнего давления, необходимого для того, чтобы заставить жидкость проникнуть в пору против силы противодействия поверхностного натяжения жидкости .
Уравнение баланса сил, известное как уравнение Уошберна для указанного выше материала, имеющего цилиндрические поры, имеет следующий вид: [1]
- = давление жидкости
- = давление газа
- = поверхностное натяжение жидкости
- = краевой угол проникновения жидкости
- = диаметр поры
Поскольку метод обычно выполняется в вакууме , начальное давление газа равно нулю. Контактный угол по ртути с большинством твердых частиц находится в пределах от 135 ° и 142 °, так что в среднем на 140 ° может быть принято без особых ошибок. Поверхностное натяжение ртути при 20 ° С в вакууме 480 мН / м . После различных замен уравнение принимает следующий вид:
По мере увеличения давления увеличивается совокупный объем пор. Из совокупного объема пор можно найти давление и диаметр пор, где 50% общего объема было добавлено, чтобы получить средний диаметр пор.
Смотрите также
- Теория БЭТ , измерение удельной поверхности
- Эвапопорометрия
- Пористость
- Металл Вуда , также впрыскиваемый для пропитки пористой структуры и дублирования.
Рекомендации
- ^ Abell, AB; Уиллис, KL; Ланге, Д.А. (1999). «Порозиметрия проникновения ртути и анализ изображений материалов на основе цемента». Журнал коллоидной и интерфейсной науки . 211 (1): 39–44. DOI : 10,1006 / jcis.1998.5986 . ISSN 0021-9797 .