首先認識不同類型的毛孔:經典的多孔材料是有機材料、聚合物泡沫、粉末成型產業等。
產品測試步驟視頻:
多孔性材料的毛孔有:哪些是孔?/細胞核?/孔壁?
材料內部除了孔隙的多少以外,孔隙的特徵狀態也是影響其性質的重要因素之一。
材料孔隙率定義:
是指精密陶瓷材料內部孔隙的體積占材料總體積的百分率,以P 表示。
演算公式為:
P=(Vb-V)×100% / V0 =(1-(ρb / ρt))×100%
式中:
P:精密陶瓷材料孔隙率 %
Vb :精密陶瓷材料在自然狀態下的體積(包括材料實體、開口孔隙、閉口孔隙)cm3
V:精密陶瓷材料絕對密實的體積,cm3。
Vo:精密陶瓷材料總體積,cm3。
ρb:體密度
ρt:真密度
材料孔隙的特徵:
孔隙是在材料內部被封閉的為閉口孔,還是在材料的表面與外界連通為開口孔。
有的孔隙在材料內部是被分割為獨立的,還有的孔隙在材料內部相互連通。
此外,孔隙尺寸的大小、孔隙在材料內部的分佈均勻程度等都是孔隙在材料內部的特徵表現。
與材料孔隙率相對應的另一個概念,是材料的密實度。
密實度表示材料內被固體所填充的程度,它在量上反映了材料內部固體的含量,
對於材料性質的影響正好與孔隙率的影響相反。
孔隙的特徵如下圖:
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a: closed pores b,c,d,e,f: open pores b, f: blind pores (dead-end or saccate) e: through pores Shape: c:Cylindrical open f:Cylindrical blind b: ink-bottle-shaped d: funnel shaped g: roughness |
a:閉孔 b,c,d,e,f:開孔形 b,f:盲孔形(死端或囊狀) e:貫通毛孔形 形狀: c:圓柱形開口形 f:圓柱形盲孔形 b:墨水瓶形 d:漏斗形狀 g:粗糙表面形 |
如何測試產品的孔隙率?
精密陶瓷孔隙率測試儀:Porosity Tester of Advance Ceramic
測試儀是藉由精密電子天平、獨特軟體、密度配件組合而成。
依據阿基米德的浮力法,配合真空抽取機滿足精密陶瓷在飽和狀態下求取 體密度、濕密度、孔隙率等物性資料。
燒結法之Bulk density(煮沸法)ASTM C 373
(1) 先將樣品放在150℃的爐中加熱,使孔隙中的水分全部跑掉,然後使其乾燥後,稱重記為W1。
(2) 將去離子水煮沸後,試樣放入煮半小時(要使試樣沈在水面下,但不要碰到底和旁道),在水中冷卻1小時
(此法乃簡化之方法)。
(3) 試樣在水中吸水後,將外表稍擦乾,稱重記為W2。
(4) 試樣水中秤重記為W3。
樣品體積V=W2-W3
open pore體積= W2-W1
實體部分體積= W1-W3
視孔隙率P%= (W2-W1)/V*100
吸水率AB%= (W2-W1)/W1*100
視比重T= W1/(W1-W3)
Bulk density DB= W1/V
毛孔對粉末成形部品的影響概述:
先進精密陶瓷開發中,要求儘量減少毛孔數,因為陶瓷材料的毛孔,將影響陶瓷的強度甚巨。
1、毛孔導致應力集中
2、毛孔的大小、形狀和數量將減少精密陶瓷強度。
精密陶瓷材料的強度是隨著孔隙度的增加而降低,強度除了毛孔之外也受下列因素影響:
1、表面缺陷
2、內部缺陷
a、燒結不完全時或是成形時,所殘留於材料中的空孔。
b、成形時的缺陷、如層裂與裂痕。
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