Partikeldensitet (packad densitet)
Partikeldensiteten för ett partikelformigt fast eller pulver är densiteten av partiklarna som utgör pulvret, i motsats till skrymdensiteten, som mäter medeldensiteten för en stor volym av pulvret i ett specifikt medium (vanligtvis luft ). Ibland hänvisar det också till som sann densitet som står i kontrast till partikeldensitet som inre porositet. Partikeldensiteten är en relativt väldefinierad storhet, eftersom den inte är beroende av graden av kompaktering av det fasta ämnet, medan bulkdensiteten har olika värden beroende på om den mäts i fritt sedimenterat eller kompakterat tillstånd (tappdensitet). Det finns dock en mängd olika definitioner av partikeldensitet tillgängliga, som skiljer sig åt när det gäller om porer ingår i partikelvolymen och om hålrum ingår.
Mått
Mätningen av partikeldensitet kan göras på ett antal sätt:
Arkimedes princip
Pulvret placeras inuti en pyknometer med känd volym och vägs. Pyknometern fylls sedan med en vätska med känd densitet, i vilken pulvret inte är lösligt . Pulvrets volym bestäms av skillnaden mellan volymen som visas av pyknometern, och volymen vätska som tillsätts (dvs. volymen luft som undanträngts). En liknande metod, som inte inkluderar porvolym, är att suspendera en känd massa av partiklar i smält vax med känd densitet, låta eventuella bubblor komma ut, låta vaxet stelna och sedan mäta volymen och massan av vaxet/partiklarna. tegel.
En slurry av pulvret i en vätska med känd densitet kan också användas med en hydrometer för att mäta partikeldensitet genom flytkraft .
En annan metod baserad på flytkraft är att mäta provets vikt i luft, och även i en vätska med känd densitet.
En kolonn av vätska med en densitetsgradient kan också framställas: Kolonnen bör innehålla en vätska med kontinuerligt varierande sammansättning, så att den maximala densiteten (i botten) är högre än den för det fasta ämnet, och den minimala densiteten är lägre. Om ett litet prov av pulver tillåts sedimentera i denna kolonn, kommer det att vila vid den punkt där vätskedensiteten är lika med partikeldensiteten.
Volumetrisk mätning
En gaspyknometer kan användas för att mäta volymen av ett pulverprov. Ett prov med känd massa laddas i en kammare med känd volym som är ansluten med en stängd ventil till en gasreservoar, även den av känd volym, vid ett högre tryck än kammaren. Efter att ventilen har öppnats tillåter sluttrycket i systemet att den totala gasvolymen kan bestämmas genom tillämpning av Boyles lag .
En kvicksilverporosimeter är ett instrument som gör att den totala volymen av ett pulver kan bestämmas, liksom volymen av porer av olika storlekar: En känd massa pulver är nedsänkt i kvicksilver. Vid omgivande tryck invaderar inte kvicksilvret utrymmena mellan partiklarna eller porerna i provet. Vid ökande tryck invaderar kvicksilvret mindre och mindre porer, varvid förhållandet mellan pordiameter och tryck är känt. Ett kontinuerligt spår av tryck kontra volym kan sedan genereras, vilket möjliggör en fullständig karakterisering av provets porositet.