Видимата плътност се отнася до съотношението на масата на материала към неговия видим обем. Видимият обем е действителният обем плюс обемът на затворените пори. Той се отнася до съотношението на пространството, заемано от материала под действието на външна сила, към масата на материала, обикновено изразено в килограми на кубичен метър (kg/m³). Той може да отразява порьозността, твърдостта, еластичността и други свойства на материала. За материали с правилни форми обемът може да се измери директно; за материали с неправилни форми порите могат да се запечатат с восъчен печат, а след това обемът може да се измери чрез дренаж. Видимата плътност обикновено се измерва в естественото състояние на материала, т.е. сухото състояние, съхранявано на въздух за дълго време. За изолационни материали от разпенен каучук и пластмаса съотношението на мехурчетата със затворени клетки към каучуковите и пластмасовите компоненти варира и има диапазон на плътност с най-ниска топлопроводимост.
Високата порьозност може ефективно да изолира; но твърде ниската плътност може лесно да доведе до деформация и напукване. В същото време, якостта на натиск се увеличава с увеличаване на плътността, осигурявайки дългосрочна стабилност на материала. По отношение на топлопроводимостта, колкото по-малка е плътността, толкова по-ниска е топлопроводимостта и толкова по-добра е топлоизолацията; но ако плътността е твърде висока, вътрешният топлопренос се увеличава и топлоизолационният ефект намалява. Следователно, при избора на топлоизолационни материали е необходимо да се вземе предвид цялостно тяхната видима плътност, за да се гарантира, че различните свойства са балансирани, за да отговорят на нуждите на различните сценарии на употреба.
Обемната плътност се отнася до плътността на самия материал, т.е. съотношението на пространството, заемано от даден обект, към неговата маса. При топлоизолационните материали обикновено се отнася до съотношението на вътрешния въздух в порите и действителната маса на единица обем, изразено в килограми на кубичен метър (кг/м³). Подобно на привидната плътност, обемната плътност също е един от важните параметри за оценка на характеристиките на топлоизолационните материали, който обикновено може да отразява теглото, водопоглъщането, топлоизолацията и други характеристики на материала.
Следователно, въпреки че както привидната плътност, така и обемната плътност отразяват плътността и порьозността на топлоизолационните материали, те имат някои очевидни разлики:
1. Различни значения
Видимата плътност на топлоизолационните материали оценява главно свойствата на материала, като порьозност и еластичност, и може да отразява пропорционалната връзка между въздуха и действителната маса вътре в материала.
Обемната плътност се отнася до плътността на самия изолационен материал и не включва никакви свойства на вътрешната структура.
2. Различни методи за изчисление
Видимата плътност на изолационните материали обикновено се изчислява чрез измерване на масата и обема на пробата, докато обемната плътност се изчислява чрез измерване на теглото на проба от материал с известен обем.
3. Възможно е да има грешки
Тъй като изчисляването на видимата плътност на изолационния материал се основава на обема, зает от компресираната проба, то не може добре да представи цялостната структура на материала. Същевременно, когато има кухини или чужди тела вътре в материала, изчисляването на видимата плътност също може да има грешки. Обемната плътност няма тези проблеми и може точно да отразява плътността и теглото на изолационния материал.
Метод на измерване
Метод на изместване: За материали с правилни форми обемът може да се измери директно; за материали с неправилни форми порите могат да се запечатат с восъчно запечатване и след това обемът може да се измери с метода на изместване.
Пикнометърен метод: За някои материали, като например въглеродни материали, може да се използва пикнометърен метод, с толуен или n-бутанол като стандартен разтвор за измерване, или може да се използва метод на изместване на газова среда за запълване на микропорите с хелий, докато той почти не се адсорбира.
Области на приложение
Видимата плътност има широк спектър от приложения в материалознанието. Например, при гъвкави изолационни продукти от пяна и пластмаса, основната цел на изпитването за видима плътност е да се оцени нейната плътност и да се гарантира, че нейните топлоизолационни и механични свойства отговарят на стандартите. Освен това, видимата плътност се използва и за оценка на физичните свойства на материалите и техните характеристики в инженерните приложения.
Ако плътността се увеличи и каучуковите и пластмасовите компоненти се увеличат, якостта на материала и коефициентът на мокро наемане могат да се увеличат, но топлопроводимостта неизбежно ще се увеличи и топлоизолационните характеристики ще се влошат. Kingflex намира оптимална точка на общ баланс във взаимно ограничаващата се връзка между по-ниската топлопроводимост, по-високия коефициент на мокро наемане, най-подходящата видима плътност и якостта на разкъсване, т.е. оптималната плътност.
Време на публикуване: 18 януари 2025 г.
