Gęstość pozorna odnosi się do stosunku masy materiału do jego pozornej objętości. Objętość pozorna to rzeczywista objętość plus objętość zamkniętych porów. Odnosi się do stosunku przestrzeni zajmowanej przez materiał pod działaniem siły zewnętrznej do masy materiału, zwykle wyrażanej w kilogramach na metr sześcienny (kg/m³). Może odzwierciedlać porowatość, twardość, elastyczność i inne właściwości materiału. W przypadku materiałów o regularnych kształtach objętość można zmierzyć bezpośrednio; w przypadku materiałów o nieregularnych kształtach pory można uszczelnić woskiem, a następnie objętość można zmierzyć przez drenaż. Gęstość pozorna jest zwykle mierzona w stanie naturalnym materiału, to znaczy w stanie suchym przechowywanym na powietrzu przez długi czas. W przypadku materiałów izolacyjnych z spienionej gumy i plastiku stosunek pęcherzyków o zamkniętych komórkach do składników gumowych i plastikowych jest różny i istnieje zakres gęstości o najniższej przewodności cieplnej.
Wysoka porowatość może skutecznie izolować; ale zbyt niska gęstość może łatwo prowadzić do odkształceń i pęknięć. Jednocześnie wytrzymałość na ściskanie wzrasta wraz ze wzrostem gęstości, zapewniając długoterminową stabilność materiału. Jeśli chodzi o przewodność cieplną, im mniejsza gęstość, tym niższa przewodność cieplna i lepsza izolacja cieplna; ale jeśli gęstość jest zbyt wysoka, wewnętrzny transfer ciepła wzrasta, a efekt izolacji cieplnej maleje. Dlatego przy wyborze materiałów termoizolacyjnych konieczne jest kompleksowe rozważenie ich pozornej gęstości, aby upewnić się, że różne właściwości są zrównoważone, aby spełnić potrzeby różnych scenariuszy użytkowania.
Gęstość objętościowa odnosi się do gęstości samego materiału, czyli stosunku przestrzeni zajmowanej przez obiekt do jego masy. W materiałach termoizolacyjnych zwykle odnosi się do stosunku wewnętrznego powietrza porów do rzeczywistej masy na jednostkę objętości, wyrażonej w kilogramach na metr sześcienny (kg/m³). Podobnie jak gęstość pozorna, gęstość objętościowa jest również jednym z ważnych parametrów oceny wydajności materiałów termoizolacyjnych, która zwykle może odzwierciedlać wagę, absorpcję wody, izolację cieplną i inne cechy materiału.
Dlatego też, mimo że zarówno gęstość pozorna, jak i gęstość objętościowa odzwierciedlają gęstość i porowatość materiałów termoizolacyjnych, występują między nimi pewne oczywiste różnice:
1. Różne znaczenia
Gęstość pozorna materiałów termoizolacyjnych służy głównie do oceny takich właściwości materiału, jak porowatość i elastyczność, a także może odzwierciedlać proporcjonalny związek między powietrzem a rzeczywistą masą wewnątrz materiału.
Gęstość objętościowa odnosi się do gęstości samego materiału izolacyjnego i nie ma związku z żadnymi właściwościami jego struktury wewnętrznej.
2. Różne metody obliczeniowe
Gęstość pozorną materiałów izolacyjnych zazwyczaj oblicza się, mierząc masę i objętość próbki, natomiast gęstość nasypową oblicza się, mierząc ciężar próbki materiału o znanej objętości.
3. Mogą występować błędy
Ponieważ obliczenie pozornej gęstości materiału izolacyjnego opiera się na objętości zajmowanej przez ściśniętą próbkę, nie może ono dobrze reprezentować ogólnej struktury materiału. Jednocześnie, gdy wewnątrz materiału znajdują się wnęki lub ciała obce, obliczenie pozornej gęstości może również zawierać błędy. Gęstość objętościowa nie ma tych problemów i może dokładnie odzwierciedlać gęstość i wagę materiału izolacyjnego.
Metoda pomiaru
Metoda przemieszczenia: W przypadku materiałów o regularnych kształtach objętość można zmierzyć bezpośrednio; w przypadku materiałów o nieregularnych kształtach pory można uszczelnić metodą woskową, a następnie zmierzyć objętość metodą przemieszczenia.
Metoda piknometryczna: W przypadku niektórych materiałów, takich jak materiały węglowe, można zastosować metodę piknometryczną, stosując jako standardowy roztwór do pomiaru toluen lub n-butanol, lub można zastosować metodę wypierania ośrodka gazowego w celu wypełnienia mikroporów helem do momentu, aż nie będzie on już prawie całkowicie adsorbowany.
Obszary zastosowań
Gęstość pozorna ma szeroki zakres zastosowań w nauce o materiałach. Na przykład w przypadku elastycznych produktów izolacyjnych z pianki gumowej i tworzyw sztucznych głównym celem testu gęstości pozornej jest ocena ich wydajności gęstości i upewnienie się, że ich właściwości termoizolacyjne i mechaniczne spełniają normy. Ponadto gęstość pozorna jest również wykorzystywana do oceny właściwości fizycznych materiałów i wydajności materiałów w zastosowaniach inżynieryjnych.
Jeśli gęstość wzrasta, a komponenty gumowe i plastikowe wzrastają, wytrzymałość materiału i współczynnik rentowności na mokro mogą wzrosnąć, ale przewodnictwo cieplne nieuchronnie wzrośnie, a wydajność izolacji cieplnej ulegnie pogorszeniu. Kingflex znajduje optymalny całkowity punkt równowagi we wzajemnie ograniczającej relacji między niższą przewodnością cieplną, wyższym współczynnikiem rentowności na mokro, najbardziej odpowiednią gęstością pozorną i wytrzymałością na rozdarcie, czyli optymalną gęstością.
Czas publikacji: 18-01-2025
