Đo density của vật liệu dạng powder

[bluemonster]

Hi cả nhà !
Hiện tại mình đang gặp một rắc rối, ko biết anh em nào có kinh nghiệm ở lĩnh vực này chưa.
Mình đang cần đo density của vật liệu graphite dạng powder, nhưng chưa biết cách nào ít sai số nhất, và thường được sử dụng nhất.

Mình chỉ mới nghĩ ra một cách thô sơ như sau:
"Bỏ hệ powder vào một cái tube đã biết ID (internal diameter), ko nén lại, mà chỉ làm cho hệ sắp xếp khít nhất tự nhiên có thể. Rồi tính V, sau đó cân khối lượng m, từ đó tính ra density."

Tuy nhiên cách này có quá nhiều sai số, và ko biết kết quả có được hội đồng khoa học chấp nhận hay ko.

Có ai có kinh nghiệm, hay từng nghiên cứu về vật lí chất rắn thì giúp mình nhé.

Thanks in advance.

[F91]

Density của vật liệu dạng powder có 2 loại: bulk density (khối lượng riêng đống) và tapped density (tạm dịch là khối lượng riêng từng hạt).
Để đo bulk density, rất đơn giản bạn có thể tiến hành như sau: cân 1 cái becher biết trước thể tích (có thể cho nước từ burette vào), sau đó đổ đống powder graphite của bạn vào, ko nén ko ép gì hết. Cuối cùng cân lại và tính density.
Để đo tapped density thì có nhiều cách, bạn có thể sử dụng nguyên lý Archimede như sau: cân một lượng chính xác powder rồi cho vào một dung môi nào đó ko hòa tan powder này (trong trường hợp này có thể sử dụng nước). Đo sự thay đổi thể tích, từ đó tính ra tapped density. Ngoài ra có nhiều phương pháp khác tuy nhiên tương đối phức tạp và ko khả thi trong đk phòng tn ở VN hiện nay.

[bluemonster]

Nguyên văn bởi F91

Density của vật liệu dạng powder có 2 loại: bulk density (khối lượng riêng đống) và tapped density (tạm dịch là khối lượng riêng từng hạt).
Để đo bulk density, rất đơn giản bạn có thể tiến hành như sau: cân 1 cái becher biết trước thể tích (có thể cho nước từ burette vào), sau đó đổ đống powder graphite của bạn vào, ko nén ko ép gì hết. Cuối cùng cân lại và tính density.

Úi, cách này trùng với cách mình đề nghị ở trên, hix, té ra cách này được hội đồng chấp nhận. Hôm trước mình có hỏi ý kiến sếp, sếp khuyên nên tìm tài liệu đọc vì cách này phiêu quá, nhiều sai số, ko biết có ai chấp nhận ko. Mình cũng thấy nhiều sai số, nhưng nếu đây là cách được dạy hẳn hoi thì yên tâm gòi.

Thanks F91 !

[Teppi]

Bạn có thể tham khảo tiêu chuẩn ASTM D2584-Test Method for Apparent Density of Activated Carbon, cách bố trí thực hiện có thể qua mô tả như sau:
hoặc ASTM B212 - 99(2006) Standard Test Method for Apparent Density of Free-Flowing Metal Powders Using the Hall Flowmeter Funnel

Với những tiêu chuẩn này, hy vọng bạn sẽ kiếm được những thiết bị hay công cụ thích hợp và có số liệu thuyết phục hơn.

[nvhoa102]

Cách đo tỷ trọng của bạn Teppi tuy chính xác nhưng phức tạp quá, ở VN tôi e rằng khó thực hiện vì ở nước ta cái gì cũng không có.
Đối với vật liệu rời nói chung có 2 loại khối lượng riêng: khối lượng riêng đổ đống và khối lượng riêng thật.
khối lượng riêng đổ đống thì quá đơn giản rồi, tôi xin không nói ở đây.
khối lượng riêng thật, nó chính là khối lượng chia cho thể tích thật của hạt vật liệu.
cách xát định như sau:
- cân chính xác bình tỷ trọng loại 50mL (bình phải sạch và khô) bạn được khối lượng m0
- cho nước vào đầy bình, lau khô bên ngoài bình, cân lại bình bạn sẽ được khối lượng m1
- khối lượng riêng của nước = (m1 - m0):50
- cân chính xác 10,0000g vật liệu cần xác định tỷ trọng, có khối lượng m2
- cho toàn bộ m2 vào bình tỷ trọng, sau đó cho nước vào đầy bình, lau khô bên ngoài bình,cân bình bạn được khối lượng m3.
như vậy thể tích của vật liệu sẽ là thể tích của nước bị mất đi.
từ các kết quả m0,m1,m2,m3 bạn sẽ tính được khối lượng riêng của vật liệu rời như sau:
p = m2(m1-m0):50(m1+m2-m3)
bạn có thể tự chứng minh công thức tên cũng được
Chú ý: phương pháp này rất chính xác và bạn chỉ xác định được khối lượng riêng của các chất không phản ứng, không hòa tan với nước.
Chúc bạn thành công!

[Teppi]

Tôi hoàn toàn đồng ý với bạn khi dùng cách này để đo tỷ trọng chặt của các vật liệu dạng hạt với điều kiện đường kính của hạt phải nằm trong khoảng từ 0.5mm trở lên và có khả năng thấm ướt tốt.

Với trường hợp đo tỷ trọng chặt của bột graphic, tôi thấy có vấn đề khi thử nghiệm như sau:
- Bề mặt vảy graphic kém thấm ướt nước
- Bên trong khối bột có hiện tượng tích bọt khí khi đã đổ nước vào.

Hiện tượng trên sẽ càng rõ nếu bạn đo tỷ trọng chặt của bột talc.

Như vậy, kết quả đo có sai số do có bọt khí. Tôi xin phép bổ sung cải tiến bằng việc sử dụng dầu ăn (olive oil) thay cho nước. Đồng thời, sau khi cho dầu vào rồi, bạn cần cho cốc qua rung sàn hoặc rung siêu âm ( nếu có máy rung siêu âm của nha sĩ) hoặc hút chân không trước khi đo khối lượng.