Đang tải... (xem toàn văn)
Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8190:2009 quy định phương pháp thử bọt khí để xác định kích thước lỗ xốp của các vật liệu luyện kim bột thiêu kết thẩm thấu ví dụ các loại màng lọc, ổ trục xốp, điện cực xốp và các chi tiết khác có độ xốp liên kết.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8190:2009 ISO 4003:1977 VẬT LIỆU KIM LOẠI THIÊU KẾT THẨM THẤU - XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC LỖ XỐP BẰNG THỬ BỌT Permeable sintered metal materials - Determination of bubble test pore size Lời nói đầu TCVN 8190:2009 hoàn toàn tương đương với ISO 4003:1977 TCVN 8190:2009 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 164 Thử lý kim loại biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ khoa học Công nghệ công bố VẬT LIỆU KIM LOẠI THIÊU KẾT THẨM THẤU - XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC LỖ XỐP BẰNG THỬ BỌT Permeable sintered metal materials - Determination of bubble test pore size Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp thử bọt khí để xác định kích thước lỗ xốp vật liệu luyện kim bột thiêu kết thẩm thấu ví dụ loại màng lọc, ổ trục xốp, điện cực xốp chi tiết khác có độ xốp liên kết CHÚ THÍCH: Phương pháp thử coi phương pháp thử kiểm tra chất lượng thử nghiệm để phân loại xếp hạng vật liệu lọc hay xác định xác kích thước lỗ xốp hay phân bố lỗ xốp Tài liệu viện dẫn Các tài liệu cần thiết việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu có ghi năm cơng bố, áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu không ghi năm công bố, áp dụng phiên (bao gồm sửa đổi) TCVN 8189 (ISO 2738), Vật liệu kim loại thiêu kết, trừ hợp kim cứng - Vật liệu kim loại thiêu kết thẩm thấu - Xác định khối lượng riêng, hàm lượng dầu độ xốp hở Nguyên lý Dựa thấm chất lỏng thử vào mẫu thử Ngâm mẫu thử vào chất lỏng thử thổi chất khí (thường khơng khí) vào mẫu thử với áp suất tăng dần Xác định áp suất bọt khí từ bề mặt mẫu thử Ước lượng kích thước lỗ xốp tương đương bọt khí cơng thức tốn học Cách xác định Kích thước lỗ xốp thử bọt: Đường kính mao dẫn tương đương lớn mẫu thử tính tốn dựa áp suất tối thiểu đưa vào mẫu (trong điều kiện tiêu chuẩn) để ép bọt thổi từ mẫu ngâm chất lỏng Bọt khí hình thành lỗ xốp có cổ thắt lớn nhất, cổ thắt phần hẹp lỗ Để tính tốn, thừa nhận bọt khí hình thành cuối ống mao dẫn mặt cắt ngang tròn mà ban đầu điền đầy chất lỏng biết sức căng bề mặt Đối với ống mao dẫn tròn, đường kính liên hệ với áp suất bọt khí theo cơng thức: d= Trong (1) d đường kính ống mao dẫn tương ứng với kích thước lỗ xốp thử bọt, tính mét; sức căng bề mặt chất lỏng, tính Newton mét; p độ chênh áp suất qua mẫu thử điều kiện tĩnh, tính Pascal nghĩa p = pg - pi (2) pg áp suất khí, tính Pascal; pi áp suất chất lỏng thời điểm hình thành bọt khí, tính Pascal pi = 9,81 x l l xh (3) khối lượng riêng chất lỏng, tính kilơgam mét khối; h độ sâu từ mặt thoáng chất lỏng thử đến mặt mẫu thử, tính mét Hình - Bộ thử bọt CHÚ THÍCH 1: Kích thước lỗ xốp tương ứng với chênh áp tối thiểu bọt khí Vì lý đó, áp suất nhiều gọi “áp suất bọt tối thiểu” “điểm bọt đầu tiên” Đường kính ống mao dẫn tương ứng đơi gọi “kích thước lỗ xốp tối đa” “đường kính lỗ xốp tối đa” “kích thước lỗ xốp lớn nhất” Tuy nhiên, kích thước lỗ xốp lớn xác định theo phương pháp kết khuyết tật cục khơng đại diện cho phần lớn lỗ xốp CHÚ THÍCH 2: Khi áp suất khí tăng vượt áp suất bọt tối thiểu (điểm bọt đầu tiên), yếu tố khác bọt khí xuất mẫu thử Áp suất yếu tố dẫn đến xác định kích thước lỗ xốp quy ước Ví dụ, áp suất bọt khí xuất (sự bọt tồn bề mặt) Các cách xác định riêng nên có đồng ý người cung cấp người sử dụng Tuy nhiên tính đồng phân bố lỗ xốp theo cách kích thước xốp lớn tuân theo việc tăng từ từ áp suất khí Các khe nứt vùng bị lấp (nghẽn) phân biệt dễ dàng thao tác CHÚ THÍCH 3: Thử bọt khơng tạo phép đo kích thước lớn phần tử qua mẫu thử thẩm thấu (tính giữ lại màng lọc) Màng lọc phải giữ lại tất phần tử lớn kích thước lỗ xốp lớn xác định thử bọt; nhiên, tính khơng đồng hình dáng lỗ tượng khác liên quan đến trình lọc, màng lọc tương đương giữ lại hạt có kích thước nhỏ kích thước lỗ tối đa Sự xác định kích thước phần tử khơng biến dạng lớn qua vật liệu xốp yêu cầu phương pháp tốn nhiều thời gian, ví dụ phương pháp thử bi thủy tinh Để ước tính cần sử dụng hệ số thực nghiệm nhân với kích thước lỗ xốp xác định thử bọt tính theo cơng thức (1) Hệ số thực nghiệm có giá trị khoảng 0,4 với vật liệu xốp làm từ hạt hình cầu đồng đều, có giá trị khoảng 0,2 vật liệu kim loại xốp làm từ hạt không đồng Thiết bị 5.1 Cung cấp khí khơ lọc (thường khơng khí) với áp suất thích hợp 5.2 Máy điều chỉnh áp suất tạo áp suất ổn định điều khiển xác áp suất khí, nghĩa tăng từ từ áp suất với tốc độ chỉnh đặt trước bước tăng áp suất để trì áp suất khơng đổi theo bước 5.3 Lưu lượng kế, cần 5.4 Thiết bị để đo áp suất hiệu dụng khí, với độ xác ±1 % (áp kế học nanomet thủy ngân, nước) Thiết bị nên đặt gần với vùng thử bọt để thuận lợi cho việc quan sát đồng thời xuất bọt khí giá trị áp suất 5.5 Bộ phận để quan sát bọt khí xuất bề mặt mẫu thử, tùy thuộc vào hình dáng mẫu thử, để đảm bảo mẫu thử làm bão hòa hồn tồn chất lỏng, toàn mẫu nhúng chất lỏng độ sâu khơng đổi, với độ sâu đồng tồn diện tích mẫu thử Nếu mẫu thử có dạng rỗng có dạng phẳng khác, nên quay mẫu quanh trục lớn ngang cho tồn bề mặt mẫu kiểm nghiệm 5.6 Chất lỏng thử nghiệm, lựa chọn chất lỏng thử dựa loại kim loại tạo nên mẫu thử Trong số chất lỏng thấm ướt cách hồn tồn kim loại ethanol (cồn) 95 %, methanol, isopropanol carbon tetraclorua chất hay dùng (xem Bảng 1) Phép thử tiến hành nhiệt độ phòng (20 ± 5)oC Sức căng bề mặt, , chất lỏng thử lấy từ bảng số vật lý Bảng - Chất lỏng thử nghiệm thích hợp sử dụng cho kim loại thẩm thấu Khối lượng riêng g/cm3 Sức căng bề mặt 20oC N/m Methanol 0,79 0,0225 Ethanol, 95 % 0,805 0,023 Isopropanol 0,79 0,0215 Carbon tetrachloride 1) 1,59 0,027 Chất lỏng 1) Carbon tetrachloride bốc nguy hiểm cho sức khỏe, phải thực biện pháp phòng ngừa phòng thử nghiệm Quy trình thử Mẫu thử phải làm sạch, sấy khơ khơng có chất bẩn, ngoại lai dấu vết dầu mỡ chất tương tự cản trở hoàn thiện đồng tác dụng thấm ướt chất lỏng thử Làm cho mẫu thử ngấm hoàn toàn với chất lỏng Đưa mẫu thử vào thiết bị thử bọt giữ cố định, ấn chìm mẫu chất lỏng với độ sâu nhỏ nhất, đảm bảo dễ dàng quan sát bọt khí xuất Đo độ sâu h (xem Hình 1) nhiệt độ chất lỏng Tăng dần áp suất chất khí từ với tốc độ khoảng từ 20 Pa/s đến 100 Pa/s (tùy thuộc vào kích thước lỗ xốp ước tính) quan sát bề mặt mẫu thử Trong trường hợp mẫu thử dạng hình trụ rỗng, quay mẫu cho tất bề mặt quan sát, trường hợp tăng áp suất theo bước, bước từ 50 Pa tới 500 Pa (tùy thuộc vào kích thước lỗ xốp ước tính) sau giá trị áp suất trì quay bề mặt mẫu Chú ý bọt khí chuỗi bọt xuất từ điểm phân biệt (hoặc vài điểm riêng biệt thời điểm) Nếu có khuyết tật, bọt khí xuất khu vực xa với bề mặt bên Trong trường hợp này, giảm áp suất lặp lại phép thử sau quay mẫu theo trục nó, tăng áp suất lặp lại trước CHÚ THÍCH 1: Mẫu thử phải thấm đảm bảo bão hòa lỗ xốp hở Nên thấm chân không phù hợp với yêu cầu TCVN 8189 (ISO 2738) CHÚ THÍCH 2: Khi việc xác định lặp lại mẫu, cần phải thấm mẫu lại trước thử lại CHÚ THÍCH 3: Một điều quan trọng mẫu thử cần phải gắn chặt vào dụng cụ Nếu bọt khí lên từ vị trí mối gắn, cần bỏ qua kết thử lại chất lượng mối gắn cải thiện CHÚ THÍCH 4: Khi mẫu thử tạo thành từ lớp lỗ mịn lớp lỗ khơng mịn, kích thước lỗ xốp đặc trưng cho phần vật liệu lớp có lỗ mịn Mẫu thử phải thử theo cách cho bọt khí xuất bề mặt lớp có lỗ mịn CHÚ THÍCH 5: Theo thỏa thuận người sử dụng nhà cung cấp, lỗ xốp tương ứng với điều kiện bọt xác định Điều 4, thích Biểu thị kết Tính tốn kích thước lỗ xốp, cách sử dụng công thức Điều Báo cáo giá trị trung bình ba lần xác định làm tròn tới % giá trị gần Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử phải bao gồm thông tin sau: a) Số hiệu tiêu chuẩn này; b) Tất chi tiết cần thiết để nhận biết mẫu thử; c) Chất lỏng sử dụng; d) Tốc độ tăng áp suất chất khí; e) Vị trí bọt khí đầu tiên; f) Kết đạt được; g) Tất thao tác không quy định tiêu chuẩn này, xem tùy chọn; h) Chi tiết tất cố làm ảnh hưởng đến kết thử ... 95 %, methanol, isopropanol carbon tetraclorua chất hay dùng (xem Bảng 1) Phép thử tiến hành nhiệt độ phòng (20 ± 5)oC Sức căng bề mặt, , chất lỏng thử lấy từ bảng số vật lý Bảng - Chất lỏng thử... THÍCH 1: Mẫu thử phải thấm đảm bảo bão hòa lỗ xốp hở Nên thấm chân không phù hợp với yêu cầu TCVN 8189 (ISO 2738) CHÚ THÍCH 2: Khi việc xác định lặp lại mẫu, cần phải thấm mẫu lại trước thử lại... tròn tới % giá trị gần Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử phải bao gồm thông tin sau: a) Số hiệu tiêu chuẩn này; b) Tất chi tiết cần thiết để nhận biết mẫu thử; c) Chất lỏng sử dụng; d) Tốc độ tăng