專利名稱：雙比重瓶粉體真密度測(cè)定法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)定粉體真密度的方法。
背景技術(shù)：
真密度是材料物理性質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。真密度值可用來鑒別礦物，對(duì)于人工合成材料的成分和結(jié)構(gòu)分析也有輔助作用。
測(cè)定粉體真密度的傳統(tǒng)方法是比重瓶法，其原理是利用排水法測(cè)定粉體的真體積V，再根據(jù)粉體質(zhì)量計(jì)算其真密度。其操作步驟簡(jiǎn)要介紹如下1.精確稱量比重瓶的質(zhì)量m0，將比重瓶注滿水銀(或純水)，放入已預(yù)制溫度的恒溫箱中，當(dāng)毛細(xì)管內(nèi)的液柱降至刻度處時(shí)，迅速取出稱其質(zhì)量m1，根據(jù)水銀或純水在該溫度的密度值ρ0計(jì)算比重瓶的體積v0，v0＝(m1-m0)/ρ0；(a)2.將比重瓶洗凈烘干，向其中注滿介質(zhì)液體(煤油、乙醇、二甲苯等)然后將比重瓶放入恒溫箱中，待溫度穩(wěn)定、毛細(xì)管內(nèi)的液面降至刻度處時(shí)，取出稱其質(zhì)量m2。由此計(jì)算出該溫度下介質(zhì)液體的密度ρ1，ρ1＝(m2-m0)/v0；(b)3.再將比重瓶洗凈烘干，向其中裝入適量待測(cè)粉末樣，稱量此時(shí)的瓶重m3，然后向瓶中注入適量介質(zhì)液，放在真空箱中抽氣至臨介沸點(diǎn)，保持半小時(shí)左右直到粉體孔隙內(nèi)的氣泡完全排出后取出，再將比重瓶注滿介質(zhì)液并置于恒溫箱中，待溫度穩(wěn)定、毛細(xì)管內(nèi)的液面降至刻度處時(shí)取出稱其質(zhì)量m4。由此可計(jì)算出瓶?jī)?nèi)介質(zhì)液的體積v液，v液＝(m4-m3)/ρ1； (c)粉末樣的真體積v樣＝v0-v液，質(zhì)量m樣＝m3-m0，則ρ樣＝m樣/V樣＝(m2-m0)(m3-m0)v0/(m2＝m3-m0-m4)； (d)由于比重瓶法測(cè)真密度選用的介質(zhì)多是浸潤性、揮發(fā)性強(qiáng)的液體，如乙醇、煤油、二甲苯等，這類介質(zhì)液體的密度對(duì)溫度十分敏感，為了保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，整個(gè)測(cè)量過程中的溫度控制要求非常嚴(yán)格，揮發(fā)過程必須在恒溫箱中進(jìn)行，每次質(zhì)量讀數(shù)時(shí)，介質(zhì)液體的溫度偏差必須控制在±0.1℃。
但在實(shí)際操作時(shí)，卻往往出現(xiàn)如下情況比重瓶放入恒溫箱后需要很長(zhǎng)時(shí)間其溫度才能趨于穩(wěn)定，但比重瓶毛細(xì)管內(nèi)的液面降到刻度處所需的時(shí)間卻相對(duì)較短，結(jié)果往往取出稱重時(shí)比重瓶的溫度還沒有穩(wěn)定，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)大的偏差。因此傳統(tǒng)的測(cè)量方法測(cè)定過程步驟繁多，耗時(shí)長(zhǎng)，可操作性很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工作效率高、可操作性強(qiáng)的雙比重瓶粉體真密度測(cè)定法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是雙比重瓶粉體真密度測(cè)定法，其特征是它包括如下步驟1).精確稱量比重瓶A、比重瓶B的質(zhì)量ma、mb，將兩比重瓶注滿介質(zhì)液，待毛細(xì)管內(nèi)液柱降到刻度線時(shí)，稱量其質(zhì)量m1，m2，查出對(duì)應(yīng)環(huán)境溫度的介質(zhì)液密度ρ介質(zhì)0，則兩比重瓶的體積為va＝(m1-ma)/ρ介質(zhì)0；(1)，vb＝(m2-mb)/ρ介質(zhì)0；(2)；2).比重瓶B中裝入待測(cè)粉體，稱出質(zhì)量m3，則粉末樣品的質(zhì)量為
m樣＝m3-mb；(3)然后向其中注入介質(zhì)液體至粉體表面以上4.8-5.2mm，放入真空箱抽氣至臨界沸點(diǎn)，保持28-32分鐘直到粉體孔隙內(nèi)的氣泡完全排出后，從真空箱中取出；3).同時(shí)向比重瓶A、比重瓶B注入與步驟2)相同的介質(zhì)液體至充滿，靜置待溫度穩(wěn)定后插上活塞，將溢出的液體小心擦拭干凈，等待活塞內(nèi)毛細(xì)管中的液面揮發(fā)下降；待液面降至刻度線時(shí)，測(cè)出比重瓶A的質(zhì)量m4，測(cè)出比重瓶B的質(zhì)量m5；4).計(jì)算出粉末樣品的質(zhì)量密度比重瓶A中介質(zhì)液體的密度為ρ介質(zhì)＝(m4-ma)/va； (4)比重瓶B中介質(zhì)液體的體積為v介質(zhì)(b)＝(m5-m3)va/(m4-ma)； (5)比重瓶B中樣品的真體積為v樣＝vb-v介質(zhì)(b)＝vb-(m5-m3)vb/(m4-ma)；(6)粉末樣品的質(zhì)量密度ρ樣＝m樣/v樣＝(m3-mb)(m4-ma)/[(m4-ma)vb-(m5-m3)va](7)。
步驟1)所述的介質(zhì)液為水銀或純水。
本發(fā)明能快速準(zhǔn)確的測(cè)定粉體真密度，且具有較高的精確度。本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)的比重瓶法進(jìn)行了改進(jìn)，使用兩個(gè)比重瓶同時(shí)對(duì)介質(zhì)密度和粉體密度進(jìn)行測(cè)定。兩個(gè)比重瓶的活塞在同一高度處標(biāo)有刻度線，將比重瓶住滿介質(zhì)液體，插上中空的活塞，在同一環(huán)境下放置，毛細(xì)管內(nèi)的液面會(huì)在相距很短的時(shí)間內(nèi)相繼降到刻度處，此時(shí)兩個(gè)比重瓶的溫度偏差可以達(dá)到±0.1℃的要求，不需要恒溫箱，可隨時(shí)在任何溫度下進(jìn)行測(cè)定，精確度可達(dá)萬分之一。
本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比有如下兩大優(yōu)點(diǎn)1.簡(jiǎn)化了操作步驟，提高了工作效率不需要頻繁的清洗和烘干比重瓶，將傳統(tǒng)方法中的第2、3兩項(xiàng)步驟同時(shí)進(jìn)行，多項(xiàng)數(shù)據(jù)同時(shí)讀取，大大節(jié)省了工作時(shí)間。
2.降低對(duì)了設(shè)備和環(huán)境要求，提高了實(shí)驗(yàn)的可操作性兩個(gè)比重瓶的在同一環(huán)境下放置，毛細(xì)管內(nèi)的液面會(huì)在相距很短的時(shí)間內(nèi)相繼降到刻度處，此時(shí)兩個(gè)比重瓶的溫度偏差可以達(dá)到±0.1℃的要求，比重瓶A測(cè)出的介質(zhì)液體的密度數(shù)據(jù)可直接用于比重瓶B的數(shù)據(jù)計(jì)算。此方法不但克服了傳統(tǒng)方法讀數(shù)時(shí)溫度不易穩(wěn)定的缺點(diǎn)，而且不需要恒溫箱，在任意室溫下都可以操作，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性不變。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例器具比重瓶A為容量50ml規(guī)格的比重瓶，比重瓶B為容量為5ml規(guī)格的比重瓶，采用蒸餾水測(cè)定比重瓶體積，二甲苯做介質(zhì)液體，室溫20℃。
測(cè)定A瓶的體積先稱出A瓶的質(zhì)量ma，向比重瓶A注滿蒸餾水，ρ水(20℃)＝0.9882g/cm3，等毛細(xì)管中的液面降到刻度處稱出質(zhì)量m2，反復(fù)三次。

根據(jù)(1)式求出比重瓶A的體積Va＝47.7730ml。
2.測(cè)定B瓶的體積


根據(jù)(2)式求出B瓶的體積Vb＝4.7406ml。
3.測(cè)定樣品密度

將測(cè)量值代入(7)式，并對(duì)結(jié)果求平均值得ρ樣＝2.6575g/cm3，石英的密度范圍是2.65-2.66g/cm3，所測(cè)結(jié)果與之吻合。
傳統(tǒng)的測(cè)定方法步驟繁瑣，必須在恒溫箱中進(jìn)行，而且耗時(shí)長(zhǎng)，一次操作需要一天的時(shí)間；本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行了改進(jìn)，大大簡(jiǎn)化了操作步驟，不需要恒溫箱，一次操作只需要1小時(shí)，可在任何室溫下重復(fù)測(cè)定，精確度達(dá)到萬分之一。
權(quán)利要求
1.雙比重瓶粉體真密度測(cè)定法，其特征是它包括如下步驟1).精確稱量比重瓶A、比重瓶B的質(zhì)量ma、mb，將兩比重瓶注滿介質(zhì)液，待毛細(xì)管內(nèi)液柱降到刻度線時(shí)，稱量其質(zhì)量m1，m2，查出對(duì)應(yīng)環(huán)境溫度的介質(zhì)液密度ρ介質(zhì)0，則兩比重瓶的體積為va＝(m1-ma)/ρ介質(zhì)0；(1)，vb＝(m2-mb)/ρ介質(zhì)0；(2)；2).比重瓶B中裝入待測(cè)粉體，稱出質(zhì)量m3，則粉末樣品的質(zhì)量為m樣＝m3-mb； (3)然后向其中注入介質(zhì)液體至粉體表面以上4.8-5.2mm，放入真空箱抽氣至臨界沸點(diǎn)，保持28-32分鐘直到粉體孔隙內(nèi)的氣泡完全排出后，從真空箱中取出；3).同時(shí)向比重瓶A、比重瓶B注入與步驟2)相同的介質(zhì)液體至充滿，靜置待溫度穩(wěn)定后插上活塞；待液面降至刻度線時(shí)，測(cè)出比重瓶A的質(zhì)量m4，測(cè)出比重瓶B的質(zhì)量m5；4).根據(jù)下式計(jì)算出粉末樣品的質(zhì)量密度ρ樣＝m樣/v樣＝(m3-mb)(m4-ma)/[(m4-ma)vb-(m5-m3)va]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙比重瓶粉體真密度測(cè)定法，其特征是步驟1)所述的介質(zhì)液為水銀或純水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)定粉體真密度的方法。雙比重瓶粉體真密度測(cè)定法，其特征是它包括如下步驟1)精確稱量比重瓶A、比重瓶B的質(zhì)量m
文檔編號(hào)G01N9/36GK1664554SQ200510018338
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者劉昊, 何涌 申請(qǐng)人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)