Đểđánh giá cấu trúc xốp, đề tài cũng xác định độ dẫn lưu của mẫu. Hệ số dẫn
lưu (hay còn gọi là độ thẩm thấu), KPđược xác định dựa trên phương pháp Darcy's law, công thức (3.1). Sơ đồphương pháp đo như mô tả trên hình 4.27.
KP = RµL/A×∆P (3.1)
Trong đó, R là tốc độ dòng theo thể tích (volumetric flow rate), A là diện tích mặt cắt ngang mẫu (m2), µ là độ nhớt của chất lỏng (nước) ∆P = Pa-Pb, độ chênh lệch áp suất (Pa) và L là chiều dày mẫu (m). Trong nghiên cứu này, chất lỏng sử dụng là nước cất và độ chênh lệch áp suất ∆Pđược duy trì trong suốt quá trình đo mẫu.
48
Hình 4. 27 Mô hình đo độ dẫn lưu dựa trên phương pháp Darcy's law
Kết quả đo độ dẫn lưu KP của các mẫu cho thấy, khi tăng kích thước hạt nguyên liệu sử dụng thì độ dẫn lưu tăng lên – (hình 4.28). Thực tế khi cả hai loại bột Cu sử dụng (dạng cầu và dạng mảnh) có kích thước nhỏhơn 44 µm, hệ số dẫn
lưu rất nhỏ, điều này cho thấy khi quá trình kết khối xảy ra mạnh sử dụng kích
thước hạt mịn sẽ làm cho độ xốp thấp và không những vậy nhiều lỗ xốp sẽở trạng thái đóng, tức là không liên thông với các lỗ xốp khác dẫn đến khảnăng thẩm thấu chất lỏng sẽ giảm đi. Ở phạm vi kích thước hạt 44-100µm hệ số dẫn lưu K tăng
49
Hình 4. 28 Độ dẫn lưu K của đồng xốp phụ thuộc kích thước hạt nguyên liệu
Từ các kết quả nghiên cứu trên cho thấy với kích thước hạt < 44µm thì độ xốp và hệ số dẫn lưu KP của các mẫu đều thấp mặc dù độ bền của các mẫu tốt hơn. Ở cùng kích thước hạt 44-100µm và 100-150µm thì hệ số dẫn lưu của mẫu sử dụng bột Cu dạng mảnh đều cho kết quả tốt hơn 44-100µm (cao hơn nhiều) so với sử
dụng bột Cu dạng cầu. Theo các kết quả nghiên cứu đã được công bố trước đây,
khi sử dụng bột Cu xốp dạng cầu với kích thước hạt 10-50µm thì cho độ xốp 68%
và độ mao dẫn có thểđạt được là 19 kPa.μm2 (môi trường nước) [30]. Còn trong nghiên cứu gần đây của Jing Zhang và cộng sự đã cho sự khác nhau về kết quả
khi sử dụng bột Cu dạng hình cầu (kích thước hạt 65µm) và dạng mảnh (kích thước hạt 46µm) [31]. Theo đó độ xốp và độ mao dẫn lần lượt đạt được là 39.1% và 24.95 kPa.μm2 đối với bột Cu dạng cầu, 65.2% và 111.02kPa.μm2 đối với bột Cu dạng mảnh [31].
Trên thực tế khi tiến hành nghiên cứu song song để chế tạo ống nhiệt cho thấy rất khó để thiêu kết tạo liên kết bền giữa lớp mao dẫn và vỏống do tiếp xúc của hạt cầu thô với vỏống kém. Chính vì vậy, bột nguyên liệu Cu dạng mảnh sẽ phù hợp với yêu cầu làm việc của ống dẫn nhiệt (độ xốp > 40%, độ bền cao, hệ số dẫn
50