专利名称：双比重瓶粉体真密度测定法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测定粉体真密度的方法。
背景技术：
真密度是材料物理性质的一项重要指标。真密度值可用来鉴别矿物，对于人工合成材料的成分和结构分析也有辅助作用。
测定粉体真密度的传统方法是比重瓶法，其原理是利用排水法测定粉体的真体积V，再根据粉体质量计算其真密度。其操作步骤简要介绍如下1.精确称量比重瓶的质量m0，将比重瓶注满水银(或纯水)，放入已预制温度的恒温箱中，当毛细管内的液柱降至刻度处时，迅速取出称其质量m1，根据水银或纯水在该温度的密度值ρ0计算比重瓶的体积v0，v0＝(m1-m0)/ρ0；(a)2.将比重瓶洗净烘干，向其中注满介质液体(煤油、乙醇、二甲苯等)然后将比重瓶放入恒温箱中，待温度稳定、毛细管内的液面降至刻度处时，取出称其质量m2。由此计算出该温度下介质液体的密度ρ1，ρ1＝(m2-m0)/v0；(b)3.再将比重瓶洗净烘干，向其中装入适量待测粉末样，称量此时的瓶重m3，然后向瓶中注入适量介质液，放在真空箱中抽气至临介沸点，保持半小时左右直到粉体孔隙内的气泡完全排出后取出，再将比重瓶注满介质液并置于恒温箱中，待温度稳定、毛细管内的液面降至刻度处时取出称其质量m4。由此可计算出瓶内介质液的体积v液，v液＝(m4-m3)/ρ1； (c)粉末样的真体积v样＝v0-v液，质量m样＝m3-m0，则ρ样＝m样/V样＝(m2-m0)(m3-m0)v0/(m2＝m3-m0-m4)； (d)由于比重瓶法测真密度选用的介质多是浸润性、挥发性强的液体，如乙醇、煤油、二甲苯等，这类介质液体的密度对温度十分敏感，为了保证测定结果的准确性，整个测量过程中的温度控制要求非常严格，挥发过程必须在恒温箱中进行，每次质量读数时，介质液体的温度偏差必须控制在±0.1℃。
但在实际操作时，却往往出现如下情况比重瓶放入恒温箱后需要很长时间其温度才能趋于稳定，但比重瓶毛细管内的液面降到刻度处所需的时间却相对较短，结果往往取出称重时比重瓶的温度还没有稳定，导致测量结果出现大的偏差。因此传统的测量方法测定过程步骤繁多，耗时长，可操作性很低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工作效率高、可操作性强的双比重瓶粉体真密度测定法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是双比重瓶粉体真密度测定法，其特征是它包括如下步骤1).精确称量比重瓶A、比重瓶B的质量ma、mb，将两比重瓶注满介质液，待毛细管内液柱降到刻度线时，称量其质量m1，m2，查出对应环境温度的介质液密度ρ介质0，则两比重瓶的体积为va＝(m1-ma)/ρ介质0；(1)，vb＝(m2-mb)/ρ介质0；(2)；2).比重瓶B中装入待测粉体，称出质量m3，则粉末样品的质量为
m样＝m3-mb；(3)然后向其中注入介质液体至粉体表面以上4.8-5.2mm，放入真空箱抽气至临界沸点，保持28-32分钟直到粉体孔隙内的气泡完全排出后，从真空箱中取出；3).同时向比重瓶A、比重瓶B注入与步骤2)相同的介质液体至充满，静置待温度稳定后插上活塞，将溢出的液体小心擦拭干净，等待活塞内毛细管中的液面挥发下降；待液面降至刻度线时，测出比重瓶A的质量m4，测出比重瓶B的质量m5；4).计算出粉末样品的质量密度比重瓶A中介质液体的密度为ρ介质＝(m4-ma)/va； (4)比重瓶B中介质液体的体积为v介质(b)＝(m5-m3)va/(m4-ma)； (5)比重瓶B中样品的真体积为v样＝vb-v介质(b)＝vb-(m5-m3)vb/(m4-ma)；(6)粉末样品的质量密度ρ样＝m样/v样＝(m3-mb)(m4-ma)/[(m4-ma)vb-(m5-m3)va](7)。
步骤1)所述的介质液为水银或纯水。
本发明能快速准确的测定粉体真密度，且具有较高的精确度。本发明对传统的比重瓶法进行了改进，使用两个比重瓶同时对介质密度和粉体密度进行测定。两个比重瓶的活塞在同一高度处标有刻度线，将比重瓶住满介质液体，插上中空的活塞，在同一环境下放置，毛细管内的液面会在相距很短的时间内相继降到刻度处，此时两个比重瓶的温度偏差可以达到±0.1℃的要求，不需要恒温箱，可随时在任何温度下进行测定，精确度可达万分之一。
本发明与传统方法相比有如下两大优点1.简化了操作步骤，提高了工作效率不需要频繁的清洗和烘干比重瓶，将传统方法中的第2、3两项步骤同时进行，多项数据同时读取，大大节省了工作时间。
2.降低对了设备和环境要求，提高了实验的可操作性两个比重瓶的在同一环境下放置，毛细管内的液面会在相距很短的时间内相继降到刻度处，此时两个比重瓶的温度偏差可以达到±0.1℃的要求，比重瓶A测出的介质液体的密度数据可直接用于比重瓶B的数据计算。此方法不但克服了传统方法读数时温度不易稳定的缺点，而且不需要恒温箱，在任意室温下都可以操作，测定结果的准确性不变。
具体实施例方式
实例器具比重瓶A为容量50ml规格的比重瓶，比重瓶B为容量为5ml规格的比重瓶，采用蒸馏水测定比重瓶体积，二甲苯做介质液体，室温20℃。
测定A瓶的体积先称出A瓶的质量ma，向比重瓶A注满蒸馏水，ρ水(20℃)＝0.9882g/cm3，等毛细管中的液面降到刻度处称出质量m2，反复三次。
根据(1)式求出比重瓶A的体积Va＝47.7730ml。
2.测定B瓶的体积
根据(2)式求出B瓶的体积Vb＝4.7406ml。
3.测定样品密度
将测量值代入(7)式，并对结果求平均值得ρ样＝2.6575g/cm3，石英的密度范围是2.65-2.66g/cm3，所测结果与之吻合。
传统的测定方法步骤繁琐，必须在恒温箱中进行，而且耗时长，一次操作需要一天的时间；本发明对传统方法进行了改进，大大简化了操作步骤，不需要恒温箱，一次操作只需要1小时，可在任何室温下重复测定，精确度达到万分之一。
权利要求
1.双比重瓶粉体真密度测定法，其特征是它包括如下步骤1).精确称量比重瓶A、比重瓶B的质量ma、mb，将两比重瓶注满介质液，待毛细管内液柱降到刻度线时，称量其质量m1，m2，查出对应环境温度的介质液密度ρ介质0，则两比重瓶的体积为va＝(m1-ma)/ρ介质0；(1)，vb＝(m2-mb)/ρ介质0；(2)；2).比重瓶B中装入待测粉体，称出质量m3，则粉末样品的质量为m样＝m3-mb； (3)然后向其中注入介质液体至粉体表面以上4.8-5.2mm，放入真空箱抽气至临界沸点，保持28-32分钟直到粉体孔隙内的气泡完全排出后，从真空箱中取出；3).同时向比重瓶A、比重瓶B注入与步骤2)相同的介质液体至充满，静置待温度稳定后插上活塞；待液面降至刻度线时，测出比重瓶A的质量m4，测出比重瓶B的质量m5；4).根据下式计算出粉末样品的质量密度ρ样＝m样/v样＝(m3-mb)(m4-ma)/[(m4-ma)vb-(m5-m3)va]。
2.根据权利要求1所述的双比重瓶粉体真密度测定法，其特征是步骤1)所述的介质液为水银或纯水。
全文摘要
本发明涉及一种测定粉体真密度的方法。双比重瓶粉体真密度测定法，其特征是它包括如下步骤1)精确称量比重瓶A、比重瓶B的质量m
文档编号G01N9/36GK1664554SQ200510018338
公开日2005年9月7日 申请日期2005年3月4日 优先权日2005年3月4日
发明者刘昊, 何涌 申请人:中国地质大学(武汉)