Tiheys: Heliumpyknometria

Jauheisiin liittyy kahdenlaisia tiheyksiä. Kuoritiheys (tai irtotiheys) määritetään huokoisille materiaaleille, kun materiaalin huokostilat sisällytetään tilavuusmittaukseen. Kuoritiheys on kiinteän materiaalin massan suhde kiinteän materiaalin ja materiaalin sisällä olevien suljettujen (tai sokeiden) huokosten tilavuuksien summaan (ASTM D3766). Micromeritics Accupyc II 1340 mittaa materiaalin luurangon tilavuuden kaasun syrjäyttämisen avulla Boylen lain tilavuus-paine-suhdetta käyttäen. Siirtymävälineenä käytetään inerttiä kaasua, tyypillisesti heliumia. Näyte asetetaan suljettuun kuppiin, jonka tilavuus tunnetaan. Kuppi asetetaan sitten näytekammioon. Näytekammioon johdetaan kaasua, joka sitten laajenee toiseen tyhjään kammioon, jonka tilavuus tunnetaan. Näytekammion täyttämisen jälkeen havaittu paine ja paisuntakammioon purkautuva paine mitataan, minkä jälkeen lasketaan tilavuus. Tiheys määritetään jakamalla näytteen paino mitatulla tilavuudella. Heliumpyknometrialla mitattua tiheyttä kutsutaan usein ”heliumtiheydeksi”, mikä viittaa siihen, että laskennassa ei oteta huomioon avoimia huokosia. Koska He ei pääse suljettuihin huokosiin, ne sisällytetään kokonaistilavuuteen.

Tekniset tiedot

  • 10 cm3:n kennotilavuus (1,80 cm ID x 3,93 cm D (0,72 in. ID x 1,55 in. D.) sisältää 1- ja 3,5 c:n säkkikupit
  • Kuppien mitat: Tilavuus 1 cc – 1,2 cm halkaisija x 1,1 mm korkeus; tilavuus 3,5 cc – 1,7 mm halkaisija x 1,7 mm korkeus
  • Näyte voi olla jauhe tai irtotavarana. Irtonäytteen on mahduttava näytekuppiin
  • Näytteen on täytettävä vähintään kaksi kolmasosaa kupista laadukkaan tuloksen saamiseksi
  • Tarkkuus: uusittavuus tyypillisesti ±0,01 %:n tarkkuudella nimellisestä täyden mittakaavan kennokammion tilavuudesta. Uusittavuus taataan ± 0,02 %:n tarkkuudella koko mittakaavan nimellistilavuudesta puhtailla, kuivilla, lämpöekvibroiduilla näytteillä, joissa käytetään heliumia 15-35 ºC:n alueella
  • Tarkkuus: tarkkuus 0,03 %:n tarkkuudella lukemasta, plus 0.03 % näytekapasiteetista

Sovellukset

  • Farmaseuttiset tuotteet – tuotteiden polymorfiset, hydratoidut ja amorfiset muodot sekä puhtaus voidaan määrittää vertaamalla mitattua tiheyttä teoreettisiin ja historiallisiin arvoihin.
  • Pinnoitteet – kuivatun kalvon tiheyttä voidaan käyttää kirkkaiden ja pigmentoitujen pinnoitteiden haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) pitoisuuden määrityksessä.
  • Kalsinointi – hiilen ja keramiikan erilaiset kiderakenteet muuttuvat rakenteellisesti paine- tai lämpötilakäsittelyn vaikutuksesta, mikä johtaa erilaisiin tiheyksiin.
  • Keramiikka ja jauhemetallurgia – jos valmiin kappaleen tiheys on huomattavasti pienempi kuin valmistusaineena olleen jauheen tiheys, suljettuja huokosia on muodostunut kappaleen käsittelyn aikana
  • Jäykät solumuovit – vaahtomuovit omaavat erilaisia ominaisuuksia tiheyden perusteella määritetyn avoimien ja suljettujen solujen suhteen perusteella/
  • Muovikalvot – tiheyden avulla voidaan määritellä sisäänsä sulkeutuneen ilman määrä ja kiteisyysaste.
  • Lietteet – nesteen määrä lietteen seoksessa voidaan laskea mittaamalla lietteen tiheys.
  • Organiset kemikaalit ja polymeerit -polymerointi- ja orgaanisia reformointiprosesseja käytetään haluttujen yhdisteiden tuottamiseen raaka-aineista. Konversiota ja puhtautta voidaan seurata vertaamalla mitattua tiheyttä halutun tuotteen teoreettiseen tiheyteen.
  • Materiaalien sekoittaminen – sekoituksen tarkkuutta ja toistettavuutta voidaan seurata vertaamalla mitattuja tiheyksiä odotettuun tiheyteen, joka perustuu ensisijaisten ainesosien tavoitereseptiin.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.