Porosimetri

Porosimetri är en analytisk teknik som används för att bestämma olika kvantifierbara aspekter av ett materials porösa struktur, såsom pordiameter , total porvolym , ytarea och bulk- och absolutdensiteter .

Tekniken innebär att en icke-vätande vätska (ofta kvicksilver ) vid högt tryck tränger in i ett material genom användning av en porosimeter . Porstorleken kan bestämmas baserat på det yttre tryck som behövs för att tvinga vätskan in i en por mot den motsatta kraften av vätskans ytspänning .

En kraftbalansekvation känd som Washburns ekvation för ovanstående material med cylindriska porer ges som:

$P_{L}-P_{G}=-{\frac {4\sigma \cos \theta }{D_{P}$

$P_{L}$ = vätskans tryck

$P_{G}$ = gastrycket

$\sigma$ = vätskans ytspänning

$\theta$ = kontaktvinkeln för intrång vätska

$D_{P}$ = pordiameter

Eftersom tekniken vanligtvis utförs i ett vakuum , är det initiala gastrycket noll. Kontaktvinkeln för kvicksilver med de flesta fasta ämnen är mellan 135° och 142°, så ett genomsnitt på 140° kan tas utan större fel . Ytspänningen för kvicksilver vid 20 °C under vakuum är 480 mN / m . Med de olika substitutionerna blir ekvationen:

$D_{P}={\frac {1470\ {\text{kPa}}}{P_{L}\cdot \mu {\text{m}}$

När trycket ökar, ökar också den kumulativa porvolymen. Från den kumulativa porvolymen kan man hitta trycket och pordiametern där 50 % av den totala volymen har lagts till för att ge medianpordiametern.

Se även

• BET-teori , mätning av specifik yta
• Evapoporometri
• Porositet
• Träs metall , även injicerad för porstrukturimpregnering och replika