Способ определения пористости материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к контролю пористости материалов и может быть Ч применено для контроля качества тканей, керамики и других материалов. Известен способ определения пористости , заключающийся в облучении контролируемого образца рентгеновским излучением и определении пористости тела по результатам измеренияГ11. Недостатком известного способа определения пористости является то, что при осуществлении его используется дорогая и сложная в эксплуатации установка. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения пористости, заключающийся в пропитке пористого тела жидкостью и определении привеса образца 2. Недостатком указанного способа является то, что его точность при взвешивании малых образцов с малою пористостью мала, что видно из формулыки гд чит зец вае ник тиц нос за ПО определению относительной ошибПО1М1СТОСТИ {Р-РО). fui Т О е Р, Яи. вес образца до пропиткии после., г, плотность жидкости и объем образца, г/см и см. Если Р - Pft - мало, (Р-Рр) . Дополнительные ошибки могут полуься и вследствие того, что обрапосле пропитки не сразу взвешится (происходит испарение проающей жидкости или адсорбция часизвне).ч Цель изобретения - повышение измерений пористости образца. Поставленная цель достигается счет того, что в известном способе, заключающемся в пропитке образца, очистке поверхности и взвешивании, в качестве пропитывающей жидкости используют магнитную жидкость а взвешивание производят в постоянно)-) неоднородном магнитном поле, величина котооого обеспечивает магнитное насыщение жидкости. При заполнении образца магнитной жидкостью он приобретает способност к силовому взаимодействию с магнитн полем. После операции пропитки образца ферромагнитной жидкостью и удаления ее с поверхности, адсорбция извне (пыли и др.) практически не скажется на измерениях при взвешивании образца в магнитном поле. Последне обусловлено тем, что в предлагаемо способе ферромагнитная жидкость при взвешивании в магнитном поле в сотни, тысячи раз сильнее оказывает давление на весы, чем без магни ного поля, что обусловлено силовым взаимодействием жидкости с магнитным полем. Вышесказанное подтверждается следующими математическими выкладками. Объемная сила f , градиент напряженности v Н и намагниченность жидкости связаны отношением f Jp W Piu-H, (l)V где Яш плотность жидкости, F - полная сила F (H)vrHdV. {) Если жидкость намагничена до на сыщения, т.е. величина магнитного момента единицы объема f или намагниченности жидкости не изменяет ся при дальнейшем увеличении магни ного поля (что наблюдается в поле 10 А/м), vH2.const по вертикали в измерительном объеме, и (3) перепишется 1. PjFco Vt -Y,+ Pp4-J5..PH OO- WZ PUJ-V- 50 FcoMiL если vH, it - 10 20 р |Э F Яш «1 10 Относительная погрешность в определении пористости будет равна dSn tf(P-Po) c/vp PVo m P-PO Я VQ Выбором требуемой конфигурации поля первым членом справа можно пренебречь, если учесть, что F - 50 к А/м cuu г Последний член константа и не зависит от исследуемого объекта и может быть доведен .до 2%. Пример. Берутся образцы ИЗ керамики с уже известной пористостью {в.ес образцов 2 - k г), помещают между полюсами магнита с параболоидными наконечниками и взвешивают на весах в нес|днородном магнитном поле. Затем образцы пропитывают магнитной жидкостью намагниченностью 50 кА/м на основе керосина плотностью -1,142 х X 10 кг/м , очищают поверхность образца с помощью раствора хлористого кальция или другого раствора, который, вступая в реакцию с частицами магнетика, неудаленными во время очистки с поверхности образца, окисляет и делает их немагнит1ными - т.е. уменьшается погрешность метода. Для моделирования процесса загрязнения и его влияния на точность измерений - образец окунают в трансформаторное масло и выдерживают в течение 1 ч на воздухе, а затем опять производят взвешиваЙие образца в магнитном поле и без него.(Минимальная напряженность магнитного поля в рабочем объеме составляла 32 -10 А/м , а градиент напряженности - i ) . Эксперименты проводились на нескольких образцах. Опытные данные приведены в таблице при v Н -10. Из таблицы видно, что точность измерения предлагаемым способом практически не зависит от внешних загрязнений,, в то же время при использовании известного способа, погрешности в определении пористости могут составить 2Q-2S% и далее. Таким образом, точность измерения пористости образцов предлагаемым способом в 2-k раза выше, чем при проведении испытаний в условиях, когда исследуемые образцы сильно загрязнены.

В качестве, базового объекта выбраны промышленные приборы по определению пористости - кваитиметы, которые с большой точностью дают информацию пористости только на шлифах. Возможности предлагаемого способа шире,

поскольку можно определить объемную пористость, не разрушая образец (не разрушающий контроль, так как :для некоторых вязких материалов при 5 изготовлении шлифов пористость иожет изменяться).

Н - О HiiO Формула изобретения Способ определения пористости материалов,заключающийся в пропитке образца, очистке поверхности и взвешивании до пропитки и после очистки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в качестве пропитывающей жидкости используют магнитную жидкость, а-взвешивание производят в неоднородном магнитном поле, величина которого обеспечивает магнитное насыщение жидкости.

Н - О о

Н - О Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Методы исследования структуры высокодисперсных и пористых тел. Под ред. М.Н.Дубинина, М., Изд-во АН СССР, 1958, с. 7-t2. . 2. Виноградов Т.Д. и др. Прессование и прокатка металлокерамических материалов. М-К., Машгиз,-1963, с.. 31-33 (прототип;.