Метод оценки степени развитости поверхности - Создание порошкового активного материала, с пониженной температурой активирования, для изготовления газопоглотителей

Эффективность применения нераспыляемого газопоглотителя во многом зависит от структуры его активного материала. Известно, что у пористых тел истинная поверхность в десятки раз превосходит поверхность геометрическую. А поскольку скорость гетерогенной реакции между твердым телом и газом пропорциональна поверхности контакта, то очевидно, что пористость, т. е. степень развитости поверхностного рельефа газопоглотителя существенно влияет на его сорбционные параметры.

Поэтому при серийном изготовлении газопоглотителей пористость постоянно контролируется. Методика ее определения, основана на расчете разности плотностей активного материала газопоглотителя в пористом и компактном состояниях и регламентируется технологической инструкцией [40]. Эта методика состоит в следующем.

При изготовлении серийной партии газопоглотителей параллельно изготавливаются несколько образцов для определения пористости, которые представляют собой пористые кольца из данного активного материала, спрессованные на той же оснастке и при том же усилии прессования, что и штатные газопоглотители. Они проходят операцию вакуумного спекания одновременно со всей партией. Таким образом, такие образцы отличаются от обычных газопоглотителей только отсутствием подложки.

Далее они взвешиваются на аналитических весах, после чего измеряются их основные размеры. По этим данным производится расчет объема и, затем, плотности пористого образца. Плотность металла или сплава в компактном состоянии является табличной величиной. Например, плотность титана составляет 4,5 г/см3, плотность титан-ванадиевого сплава с содержанием ванадия порядка 30% равна 4,85 г/см3.

Пористость определяется как выраженное в процентах отношение плотностей пористого и компактного тел данного объема.

Вышеописанный метод прост и удобен в применении, так как не требует сложной измерительной аппаратуры и длительных расчетов. Однако у него есть существенные недостатки.

Так, при измерении пористости как функции разности плотностей пористого и компактного тел учитывается не только открытая пористость (поры, сообщающиеся с поверхностью), но и закрытая пористость (замкнутые внутренние пустоты). Между тем, последняя, никакой роли в процессе сорбции не играет, поскольку недоступна для проникновения газа.

Кроме того, измерение пористости вышеописанным методом не позволяет адекватно оценивать активную поверхность газопоглотителя и, тем самым, прогнозировать его сорбционные качества. Это обусловлено тем, что в данной методике используется не готовый газопоглотитель, а пористый элемент, не имеющий подложки. Поэтому его поверхность будет сильно отличаться от реальной.

Указанных недостатков лишен предлагаемый метод оценки активной поверхности газопоглотителя, разработанный на основе ОСТ11ОДО.659.008-76[12]. Он основан на разности весов сухого и пропитанного дистиллированной водой газопоглотителя. Его сущность состоит в следующем.

Готовый газопоглотитель, отобранный случайным образом из данной серийной партии, взвешивается на аналитических весах. После этого газопоглотитель помещают на определенное время в химический стакан с дистиллированной (деионизованной) водой. При этом, естественно, открытые поры заполняются водой за счет капиллярного эффекта. По истечении заданного времени газопоглотитель извлекается из воды и взвешивается вновь.

M - вес сухого газопоглотителя, г;

С - плотность компактного металла или сплава (табличное значение).

Достоинства предлагаемого метода очевидны:

    - нет необходимости одновременно с партией серийных газопоглотителей изготавливать пористые кольца без подложек только для проведения контрольной операции; - вода заполняет только открытые поры газопоглотителя. Замкнутые внутренние пустоты при этом не учитываются, так же, как и закрытая подложкой часть поверхности. Это позволяет более адекватно оценивать активную сорбирующую поверхность и, соответственно, прогнозировать сорбционные качества газопоглотителя.

Похожие статьи




Метод оценки степени развитости поверхности - Создание порошкового активного материала, с пониженной температурой активирования, для изготовления газопоглотителей

Предыдущая | Следующая