Способ измерения пористости Советский патент 1974 года по МПК G01N15/08 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и .может быть исиользовано при контроле качества и оиределеиии макроструктуры веществ, наиример металлов.

Известен снособ измерения пористости путе.м насыщения рабочим газом предварительно обезгаженного образца с последующим определением количества поглощенного образцом рабочего газа.

Однако известный способ не дает возможпости измерять замкнутую пористость.

Для обесиечения возможности измерения замкнутой иористости но предлагаемому способу в качестве рабочего газа используют газ, растворимый в материале образца.

Для измерения пористости металлов целесообразно использовать дейтерий. Для этого при заданной темцературе определяют количество поглощенного газа, напри.мер дейтерия, в исследуемом металле, а также в монокристалле, которые имеют идентичный химический состав. По нревыщению количества дейтерия, поглощенного исследуемым металлом в сравнении с монокрнсталлом, язляющимся эталоном, рассчитывают величину замкнутой пористости.

Пример определения пористости чистого алюминия, отлитого в кокиль, по описываемому способу.

::.:11

Предварительно исследуемый алюминий и его монокристалл подвергают полной дегазации при температуре на 10-20°С ниже температуры плавления. Насыщение исследуемого алю.миния и .монокристалла дейтерием осуществляется в вакуумной установке при давлении дейтерия, равном 760 мм рт. ст. После установления равновесня, время достижения соторого находится предварительно, образцы извлекают и в них определяют количество дейтерия. Экстракцию дейтерия проводят из расплавленного образца в вакууме 5- мм рт. ст. Перед расплавлением образец тщательно вакуумируют для удаления газов с поверхности и из иор, имеющих выход на поверхность. Для фиксации количества дейтерия используют инструмент, применяемый для изотоппого анализа водорода, например масс-спектрометр. Расчет содержания дейтерия ве.т,ется в обоих случаях в нормальных кубических сантнметрах на 100 г металла.

Количество дейтерня, извлеченное из монокристалла, отражает растворимость S, в то время, как извлеченное из алюминия, отлитого в кокиль, характеризует сум.марное количество дейтерия V: растворенное 5 и содержащееся в порах V.v, т. е.

V - S + V,.

Количество дейтерия в порах находят по

разности:

V., -S

Соответственно, замкнутая пористость алю°/-, пав и а /--,

МИНИН в % равна 1/

где р - плотность алюминия, Т - температура насыщения металлов дейтерием, °К; Гц - комнатная температура, °К.

Результаты поглощения дейтерия алюминием, отлитым в кокиль, и монокристаллом алюминия, а также результаты определения замкнутой пористости при различных температурах испытания представлены в таблице.

Материал

Алюминий, монокристалл 5

Алюминий,

отлитый в кокиль

,, V V-i Пористость, %

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что независимо от температуры испытаиня, в пределах ощибки масс-спектрометрической регистрации (5%) значение замкнутой пористости в среднем составляет 0,013%.

С понижением температуры насыщения металла дейтерием чувствительность измерения пористости возрастает. Расчеты показывают, 0 что при температуре 689°К и чувствительности масс-спектрометрического измерения Vx 0,0001 г чувствительность определения пористости алюминия равна 6,.

5Предмет изобретения

1.Способ измерения пористости путем насыщения рабочим газом предварительно обезгаженного образца с последующим определением количества поглощенного образцом рабочего газа, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения замкнутой пористости, в качестве рабочего газа используют газ, растворимый в материа5 ле образца.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при измерении пористости металлов используют дейтерий.