测定粉体的真密度通常采用气体置换法,该方法基于阿基米德原理。具体步骤如下:
1. 选择合适的气体,如氦气或氮气,因为这些气体分子小、化学性质稳定,可以有效填充粉末颗粒间的空隙。
2. 将一定量的待测粉体装入密闭容器中,并确保容器完全密封无泄漏。
3. 使用真空泵将容器内的空气抽至接近绝对真空状态,以去除所有空气泡和表面吸附气体。
4. 缓慢地向容器内充入选定的测量气体(如氦气),直至达到预设的压力值。记录此时的压力P1。
5. 将已知体积的标准物质加入到同一密闭系统中,并再次封闭系统。重新抽真空后,同样缓慢地充入相同种类和量的气体至相同压力值。记录此时的压力P2。
6. 根据理想气体状态方程PV=nRT,通过比较两次实验中的压力变化来计算粉体的实际体积Vp。
7. 最终,利用公式ρ=m/Vp(其中m为样品质量,Vp为步骤6得到的粉体实际体积),即可求得粉体的真密度ρ。
此方法能够精确测定粉体材料的真实密度,不受颗粒形状、大小及内部孔隙的影响。