【摘要】:利用气体渗透法测定多孔材料的平均孔径是具有普遍意义的,这是其他检测方法所不能比拟的,因为它几乎可以测定所有可渗透孔材料的孔径。利用气体可以流通多孔材料的性质,采用气体渗透法来测定渗透孔的平均孔径。式中,R为气体分子常数;T为绝对温度;M为渗透气体的摩尔分子质量。在恒定温度下,对于同一种气体,被认为是常数。
利用气体渗透法测定多孔材料的平均孔径是具有普遍意义的,这是其他检测方法(对于疏水性多孔材料平均孔径测定法,如压汞法和吸附法等)所不能比拟的,因为它几乎可以测定所有可渗透孔材料的孔径。
利用气体可以流通多孔材料的性质,采用气体渗透法来测定渗透孔的平均孔径。气体流动一般存在两种流动方式,一是自由分子流动(Kundsen流动),二是黏性流动。当渗透孔的孔直径远大于气体分子的平均自由程时,黏性流动起主导作用;反之,自由分子流动起主导作用。气体通过多孔材料的渗透系数K可表示为
其中渗透系数K又可由下式求出
由式(6―29)求出渗透系数K,由于式(6―28)是一次直线方程,可由相应的p和K作直线,求得的斜率为B0/η,截距即为K0。
实际中多孔材料的K0和B0都可由下列公式来表达
式中,R为气体分子常数;T为绝对温度;M为渗透气体的摩尔分子质量。
式中,k为黏性流中形态因子,一般取2.5。
联合式(6―30)至式(6―32),得(www.xing528.com)
由上式可知,即使不知道多孔材料的孔率和弯曲因子,也可求出平均孔径的数值。但当多孔材料的渗透孔直径远大于采用渗透的气体分子的平均自由程时,式(6―33)的K0数值很小,实验中很难被测定出来。因此,式(6―33)不适合用于计算平均孔径。在这种条件下,气体通过多孔材料的流动属于黏性流动,气体渗透量与渗透孔半径有如下的关系
式中,Q为在t时间内气体的渗透量,单位m3;p1,p2为被测材料前后端的压力,单位Pa;N为单位面积上的孔数,单位1/m2;t为渗透时间,单位s。
由于与大气相通后被测材料后端压力p2很小,可忽略不计,式(6―34)还可简化为
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