一.工作原理
压汞法(Mercury intrusion porosimetry,简称MIP),是测定固体材料中部分介╳孔和大孔孔容积、孔径分布及孔隙率的一种方法,是基于汞对一般固体具有非浸润性特点,只有在外加压力的作用下,汞才能进入固体孔道,理论依据是Washburn方程:
r=(-2σcosθ)/p
其中,
r为孔半径(圆柱形孔卐模型),nm ;
p为外加压力(注汞压力),MPa;
σ为汞的表面张力,定值(20℃时为4.85×10 -1 N·m -1);
θ为汞与被测材料的浸润角(接触角,定值);
由上述方程可以看出,汞压入的孔半径r与外◤加压力p成反比,外压越大,汞能进入的孔半径越小,汞压入的顺序是先外部后内部、先大孔后→小孔。通过测量不同压力下注入的汞体积△量即可知相应孔半径大小的孔体积,从而可以求出ㄨ多孔材料的孔径分布曲线(孔体积随孔径大小变化的曲线,亦称孔隙度)。
压汞仪可用】来测定固体材料(如岩石)的物理特性←,如孔径分布、总孔体积等。YG-97A型压汞仪←满足ISO 15901-1:2005国际标【准及GB/T 21650.1-2008国家标准。
二.仪器主要结构及特点
YG-97A型压汞仪主要由→真空系统 ?样品室系统 ?加压系统 ?测量控制系统四部●分组成,操作台和计算机相连接,含有汞蒸气的真空管道及样品室◥系统组装在工作↓流程柜中。操作台和流程柜分别放置在无汞@和有汞操作间内,相互隔开,完全保证〒了操作人员的健康安全。
1. 真空系统
真空√系统的作用,主要是把样品室 ?管道及样品中的『空气脱出,形成一定量的负ξ 压。此系统主要由一台2XZ-2双级泵和真空传感器组成,极限◥真空度为0.05Pa;
2. 样品室系统
样品室系统主要由样品 ?室体积计?汞瓶?各类控制阀门等组成,具备耐高■压、耐真空的特点∮,空白值小、测量精度高、稳定性强,样品室体积ぷ约15cc,最大可放置直径?25mm*长度30mm的块状固体样品(如岩石样ㄨ品)。
样品室系统各组成部分的连接,主要采用了重力差原理,将样品室的位置提高到比体积√计和汞瓶液♂面高出760mm左右,利用这一◥高度差,使样品室的压力低于体积计内汞面和汞▃瓶汞面将近1个大气压,从而达到压力计量全部在正压下进行的目的,克服了国内外其它厂家仪器★压力测量在负压(小于1个大气压)下进行而不便利的情况。利用重力差原╱理,在正压环境下进行压力测量技术,方便、适用,保证了整个试验的连∞续性 ?稳定性 ?可〗靠性和完整性。
3. 加压系统
压力源是由一台100ml电动柱塞泵提供,为流程提ζ 供0-50Mpa(7250psi)压力,可无级㊣调速控制泵速度的快慢及加退压。
4. 测量控制系@ 统
测量控制系统由压力测量 ?电容测量 ?真空测量三部分组成。压力测量由1Mpa(145psi)和50Mpa(7250psi)两路压力变送器和数字压■力表来完成压力的计量。电容测量是由电容仪电容变▽送器和数字显示器将体积计内液面变化产生电容量变化显示出来。真空测量是由真空硅利用热偶原理实现对样品室︻内真空度的测量。
三.主要技术指标
1. 孔直径测试范围〓:30nm至600μm ;
2. 孔隙体积测试范围:0.3-3.5cc ;
3. 测量精度:≤ 0.5% ;
4. 分析站:1个独立〇样品分析站,样品室最大体积15cc ;
5. 工作压▲力范围:0.01-50Mpa,采用双路压力测量技术 ;
6. 试验压力:60Mpa ;
7. 静压力头: ≤20mmHg ;
8. 空白值: 50Mpa时约0.25ml ;
9. 具有严格◥的汞安全防护措施,有效避免汞蒸☆气对室内环境的影响 ;
10. 真空泵:双▂极机械真空泵,极限真空度0.05Pa ;
11. 分析模型:累计总孔╲体积、累◣计比表面积、平均孔径、孔径分布(孔隙度)曲线、孔喉比、注汞/退汞曲线等等;
12. 样品类型:固体颗粒样品或块状固体样品;
四.产品应用领域々
储层岩石;陶瓷原料;催化剂材料;建筑材料;聚合物→和树脂;药物材料;生物材料;电池材料;环保材料;地质构造;采矿;等等