Видима густина – це відношення маси матеріалу до його видимого об'єму. Видимий об'єм – це фактичний об'єм плюс об'єм закритих пор. Він стосується відношення простору, займаного матеріалом під дією зовнішньої сили, до маси матеріалу, зазвичай виражається в кілограмах на кубічний метр (кг/м³). Він може відображати пористість, твердість, еластичність та інші властивості матеріалу. Для матеріалів правильної форми об'єм можна виміряти безпосередньо; для матеріалів неправильної форми пори можна запечатати восковим герметизацією, а потім об'єм можна виміряти дренажем. Видима густина зазвичай вимірюється в природному стані матеріалу, тобто в сухому стані, що зберігається на повітрі протягом тривалого часу. Для піногумових та пластикових ізоляційних матеріалів співвідношення бульбашок із закритими порами до гумових та пластикових компонентів варіюється, і існує діапазон густини з найнижчою теплопровідністю.
Висока пористість може ефективно утеплювати, але занадто низька щільність може легко призвести до деформації та розтріскування. Водночас міцність на стиск збільшується зі збільшенням щільності, забезпечуючи довготривалу стабільність матеріалу. Що стосується теплопровідності, то чим менша щільність, тим нижча теплопровідність і тим краща теплоізоляція; але якщо щільність занадто висока, внутрішня теплопередача збільшується, а ефект теплоізоляції зменшується. Тому, вибираючи теплоізоляційні матеріали, необхідно всебічно враховувати їхню видиму щільність, щоб забезпечити баланс різних властивостей для задоволення потреб різних сценаріїв використання.
Об'ємна щільність відноситься до щільності самого матеріалу, тобто до відношення простору, який займає об'єкт, до його маси. У теплоізоляційних матеріалах це зазвичай стосується співвідношення внутрішнього порового повітря та фактичної маси на одиницю об'єму, вираженого в кілограмах на кубічний метр (кг/м³). Подібно до видимої щільності, об'ємна щільність також є одним з важливих параметрів для оцінки характеристик теплоізоляційних матеріалів, який зазвичай може відображати вагу, водопоглинання, теплоізоляцію та інші характеристики матеріалу.
Отже, хоча як видима щільність, так і об'ємна щільність відображають щільність і пористість теплоізоляційних матеріалів, вони мають деякі очевидні відмінності:
1. Різні значення
Видима густина теплоізоляційних матеріалів головним чином оцінює такі властивості матеріалу, як пористість та еластичність, і може відображати пропорційне співвідношення між повітрям та фактичною масою всередині матеріалу.
Об'ємна щільність стосується щільності самого ізоляційного матеріалу та не включає жодних властивостей внутрішньої структури.
2. Різні методи розрахунку
Видима густина ізоляційних матеріалів зазвичай розраховується шляхом вимірювання маси та об'єму зразка, тоді як об'ємна густина розраховується шляхом вимірювання ваги зразка матеріалу відомого об'єму.
3. Можуть бути помилки
Оскільки розрахунок видимої густини ізоляційного матеріалу базується на об'ємі, який займає стиснутий зразок, він не може добре відображати загальну структуру матеріалу. Водночас, коли всередині матеріалу є порожнини або сторонні предмети, розрахунок видимої густини також може містити похибки. Об'ємна густина не має цих проблем і може точно відображати густину та вагу ізоляційного матеріалу.
Метод вимірювання
Метод витіснення: для матеріалів правильної форми об'єм можна виміряти безпосередньо; для матеріалів неправильної форми пори можна запечатати методом воскового герметизування, а потім об'єм можна виміряти методом витіснення.
Пікнометричний метод: Для деяких матеріалів, таких як вуглецеві матеріали, можна використовувати пікнометричний метод з толуолом або н-бутанолом як стандартним розчином для вимірювання, або ж можна використовувати метод витіснення газового середовища для заповнення мікропор гелієм до майже повної його адсорбції.
Галузі застосування
Видима густина має широкий спектр застосування в матеріалознавстві. Наприклад, у виробах з гнучкої піногуми та пластикової ізоляції основною метою випробування на видиму густину є оцінка її характеристик густини та забезпечення відповідності її теплоізоляційних та механічних властивостей стандартам. Крім того, видима густина також використовується для оцінки фізичних властивостей матеріалів та їхньої продуктивності в інженерних застосуваннях.
Якщо щільність збільшується, а кількість гумових і пластикових компонентів збільшується, міцність матеріалу та коефіцієнт вологостійкості можуть зрости, але теплопровідність неминуче зросте, а теплоізоляційні характеристики погіршаться. Kingflex знаходить оптимальну точку загального балансу у взаємообмежувальному співвідношенні між нижчою теплопровідністю, вищим коефіцієнтом вологостійкості, найбільш підходящою видимою щільністю та міцністю на розрив, тобто оптимальною щільністю.
Час публікації: 18 січня 2025 р.
