Методы испытания

Введение.

Знание плотности материалов, а также других параметров, характеризующих взаимосвязь между массой и объемом, необходимо в промышленности, сельском хозяйстве, торговле для технико-экономического регулирования процессов, а так же при проведении разнообразных экспертных и научно-исследовательских работ, например:

· При измерении количества, дозировании, учете расхода материалов и готовой продукции;

· Для расчета грузоподъемности выемочно-погрузочного и погрузочно-доставочного оборудования;

· Для определения прочности конструкций и для других жизненно важных инженерных и экономических задач.

Численные значения плотности практически всех материалов и веществ, использующихся в экономике страны, в том числе горных пород, содержатся Государственной системе стандартных справочных данных. Эти значения являются обязательными показателями, устанавливаемые в паспортах на материалы, технических условиях и государственных стандартах качества продукции. Методы определения плотности материалов с учетом их физико-химических особенностей установлены в государственных стандартах.

Методы испытания.

1.1.Методы гидростатического взвешивания

Для определения плотности методом гидростатического взвешивания применяют:

· Весы с разновесами, имеющие погрешность не более 0,001 г;

· Устройства для взвешивания в воде, состоящие из сосуда с жидкостью и проволоки или корзинки для погружения образца в жидкость.

Проволока для подвешивания образца к коромыслу весов изготавливается из некоррозирующего материала диаметром не более 0,25 мм. Корзинку, как правило, изготавливают из такой же проволоки. В качестве жидкости для

взвешивания применяют дистиллированную или деионизированную и предпочтительно дегазированную воду, к которой добавляют одну или две капли специального вещества для улучшения смачиваемости. Допускается применение вместо воды других жидкостей если их плотность в установленном для испытания интервале температур известна до четвертого знака после запятой.

Для испытания применяют образцы объемом не менее 0,5 куб.см. Если объем одного образца менее 0,5 куб.см, то для определения плотности отбирают несколько таких образцов суммарным объемом не менее 0,5 куб.см, при этом объем каждого из образцов должен быть не менее 0,05 куб.см.

Для определения плотности методом гидростатического взвешивания образец взвешивают в воздухе и в воде, при этом погрешность - не более 0,001 г.

Для взвешивания в воде образец укрепляют на нити или проволоке или помещают в корзинку, затем погружают его в сосуд с водой таким образом, чтобы он был полностью покрыт водой. Глубина погружения должна быть не менее 10 мм от верха образца. На образце (нити, проволоке, корзинке) не должно быть пузырьков воздуха.

При выполнении опытов необходимо:

1. Перед каждым взвешиванием проверять установку на нуль весов, когда нить (проволока, корзинка) для подвески образцов погружена в воду;

2. Предварительно погружать образец в воду для удаления пузырьков воздуха.

Плотность материала по результатам гидростатического взвешивания рассчитывают по формуле

,

Где - вес образца в воздухе, Н; - вес образца в южидкости, Н; - плотность жидкости, ; - плотность воздуха, .

1.2. метод пикнометрирования

Для определения плотности пикнометрирования применяют:

· Пикнометр

· Дистиллированную воду или другую жидкость с известной плотностью.

Пикнометры для жидкостей и твердых тел; а, б, в – колбообразные шаровидные; г – U – образный; д – цилиндрический с капиллярной трубкой и термометром.

Наиболее широко применяются пикнометры в виде колбы с меткой на горловине (на рис. а, б, в). Метка служит для контроля уровня жидкости.

Масса образца должна составлять 20…40 г.

Для определения плотности пикнометрическим методом образец взвешивают на воздухе с погрешностью не более 0,001 г. Пикнометр наполняют водой до метки и взвешивают его с водой с указанной выше погрешностью. Затем, освободив пикнометр от воды, помещают в него взвешенный образец и снова наполняют водой до метки. Легким потряхиванием пикнометра удаляют из него пузырьки воздуха. На образце не должно быть пузырьков воздуха. Взвешивают пикнометр с водой и погруженным в нее образцом с погрешностью не более 0,001 г.

Плотность материала по результатам взвешивания рассчитывают по формуле

Где - плотность материала, ; - вес образца в воздухе, Н; - вес пикнометра с жидкостью, Н; - вес пикнометра с жидкостью и помещенном в нее образцом, Н; - плотность жидкости, ; - плотность воздуха, .

1.3. Метод денситометра

Для определения плотности твердых материалов в диапазоне от 1000 до 7500 применяют денситометры.

Денситометр – это циферблатные весы, шкала которых проградуированы в единицах плотности ( ). Денситометр имеет коромысло, стрелку и подвески.

Для определения плотности материала образец подвешивают на правое плечо коромысла. С помощью разновесов уравновешивают стрелку коромысла на отметке «И» на шкале денситометра. Затем подводят снизу под образец сосуд с дистиллированной водой и, удерживают с помощью подставки образец полностью погруженным в воду, отмечают величину плотности, указываемую стрелкой на используемой шкале денситометра.

Измерения повторяют не менее трех раз и по их результатам определяют среднее арифметическое значение плотности.