材料密度、孔隙率及吸水率的测定
材料密度、孔隙率及吸水率的测定
材料密度、孔隙率及吸水率的测定；一、实验目的和意义；材料的密度是材料最基本的属性之一，也是进行其他物；材料的密度，可以分为体积密度、真密度等；因此，无论是在陶瓷材料、耐火材料、塑料、复合材料；1、了解体积密度、孔隙率、吸水率等概念的物理意义；2、了解测定材料体积密度、密度（真密度）的测定原；
3、通过测定体积密度、密度（真密度），掌握计算材；二、实验方法；参考
材料密度、孔隙率及吸水率的测定
一、实验目的和意义
材料的密度是材料最基本的属性之一，也是进行其他物性测试（如颗粒粒径测试）的基础数据。材料的孔隙率、吸水率是材料结构特征的标志。在材料研究中，孔隙率、吸水率的测定是对产品质量进行检定的最常用的方法之一。
材料的密度，可以分为体积密度、真密度等。体积密度是指不含游离水材料的质量与材料的总体积（包括材料的实体积和全部孔隙所占的体积）之比；材料质量与材料实体积（不包括存在于材料内部的封闭气孔）之比值，则称为真密度。孔隙率是指材料中气孔体积与材料总体积之比。吸水率是指材料试样放在蒸馏水中，在规定的温度和时间内吸水质量和试样原质量之比。由于吸水率与开口孔隙率成正比，在科研和生产实际中往往采用吸水率来反映材料的显气孔率。
因此，无论是在陶瓷材料、耐火材料、塑料、复合材料以及废物复合材料等材料的研究和生产中，测定这三个指标对材料性能的控制有重要意义。通过本实验达到以下要求。
1、了解体积密度、孔隙率、吸水率等概念的物理意义。
2、了解测定材料体积密度、密度（真密度）的测定原理和测定方法。
3、通过测定体积密度、密度（真密度），掌握计算材料孔隙率和吸水率的计算方法。
参考GB9966.3-88天然饰面石材体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方法。
三、实验原理
材料的孔隙率、吸水率的计算都是基于密度的测定，而密度的测定则是基于阿基米德原理。由阿基米德原理可知，浸在液体中任何物体都要受到浮力（即液体的静压力）的作用，浮力的大小等于该物体排开液体的重量。重量是一种重力的值，但在使用根据杠杆原理设计制造的天平进行衡量时，对物体重量的测定已归结为其质量的测定。因此，阿基米德定律可用下式表示。
m1-m2=VDL (1)
式中m1——在空气中秤量物体时所得的质量；
m2——在液体中秤量物体时所得的质量；
V——物体的体积
DL——液体的密度
这样，物体的体积就可以通过将物体浸于已知密度的液体中，通过测定其质量的方法来求得。
在工程测量中，往往忽略空气浮力的影响。在此前提下进一步推导，可得用称量法测定物体密度时的原理公式。
D=(m1DL)/(m1-m2) (2)
这样，只要测出有关量并代入上式，就可以计算出待测物体在温度t℃时的密度。实验中真密度测定是基于粉末密度瓶浸液法莱测定的。其原理是：将样品制成粉末，并将粉样浸入对其润湿而不溶解的浸液中，用抽真空或加热煮沸排除气泡，求出粉末试样从已知容量的容器中排出已知密度的液体，从而得出所测粉末的真密度。
1、恒温干燥箱：由室温到200℃；
2、天平：最大称量1000g，感量10mg；最大称量100g，感量1mg各1个；
3、游标卡尺1把；
4、容积250ml密度瓶1个；
5、 200目标筛1个；
6、干燥器1个；
7、研钵1个；
8、实验试剂蒸馏水。
五、实验步骤
1、试样制备阶段
（1）体积密度试样试样尺寸为50mm左右的水泥块
（2）密度试样选择1000g左右试样，将表面清扫干净，并粉碎到颗粒小于5mm，以四分法缩分到150g，再用瓷研钵研磨成粉末并通过200目标准筛，将粉样装入称量瓶中，放入（105±2）℃烘箱内干燥4h以上，取出稍冷后，放入干燥器内冷却到室温。
2、体积密度测定
（1）将试样用刷子清扫干净放入（105±2）℃烘箱中干燥2h，取出，冷却到室温，称其质量（m0）,精确到0.02g。
（2）将试样放入室温的蒸馏水中，浸泡48h后取出，用拧干的湿毛巾擦去表面水分，并立即称量质量（m1）,精确到0.02g；接着把试样挂在网篮中，将网篮与试样浸入室温的蒸馏水中，称量其在水中的质量（m2），精确到0.02g。
3、密度测定
称取试样三份，每份50g（m‘0），将试样分别装入洁净的密度瓶内，并倒入蒸馏水。倒入的蒸馏水不超过密度瓶体积的一半，将密度瓶放入蒸馏水中煮沸10-15分钟，使试样中气泡排除，或将密度瓶放在真空干燥器内排除气泡。气泡排除后，擦干密度瓶，冷却到室温，用蒸馏水装满至标记处，称量质量（m’2）。再将密度瓶冲洗干净，用蒸馏水装满至标记处，并称质量（m‘1），m‘0、m‘1、m’2，精确到0.002g。
4、实验分析与计算
（1）体积密度：体积密度ρb(g/cm3) 按下式计算。
ρb=ρw×m0/( m1-m2) (3)
式中m0——干燥试样在空气的质量，g
m1——水饱和试样在空气中的质量，g
m2——水饱和试样在水中的质量，g
3ρw——试验时室温水的密度，g/cm
（2）密度ρt（g/cm3)按下式计算。
ρt=ρw×m‘0/( m‘1+ m‘0- m’2) (4)
式中m‘0——干粉试样在空气的质量，g
m‘1——只装蒸馏水的密度瓶的质量，g
m‘2——装粉样加水的密度瓶质量，g
3ρw——试验时室温水的密度，g/cm
（3）孔隙率：根据测定所得的体积密度和密度，孔隙率ρa(%)按下式计算
ρa=（1-ρb/ρt）×100% (5)
3式中ρb——试样的体积密度，g/cm
3 ρt——试样的密度，g/cm
（4）吸水率：吸水率Wa(%)按下式计算
Wa=100%×（m1-m0)/ m0 (6)
式中m0——干燥试样在空气的质量，g
m1——水饱和试样在空气中的质量，g
六、讨论
1、根据式(3)、式(4)、式(5)和式(6)，分别用测定值计算材料的体积密度、密度、吸水率、
孔隙率。
2、计算体积密度、密度、吸水率、孔隙率的平均值最大值与最小值。
3、体积密度、密度计算到三位有效数，孔隙率、吸水率计算到两位有效数
密度与浮力实验专题
教师姓名陈伟彬学生姓名填写时间 年级初三学科物理上课时间 阶段基础（√）提高（√）强化（）课时计划 第（）次课 共（）次课 教学目标1、掌握用常规方法测量密度 2、掌握特殊方法的测量密度 3、掌握用密度与浮力的关系测量密度 重难点特殊方法测量密度、密度与浮力的关系测量密度 课后作业： 完成课后作业 教师评语 及建议：
器材：天平、待测试管，足够多的水 密度浮力测量方法总汇 一、 有天平，有量筒（常规方法） 1. 固体： m 0V 1 V 2 表达式： 2. 液体 m 1 V m 2 表达式： 二、 有天平，无量筒（等体积替代法） 1. 固体 m 0 m 1 m 2 表达式： 2. 液体 1 m 2 水 液体 表达式： 三、 有量筒，无天平 0 12 m V V ρ= -12 m m V ρ-= 器材：石块、天平和砝码、量筒、足够多的水和细线 （1） 先用调好的天平测量出石块的质量0m （2） 在量筒中装入适量的水，读取示数1V （3） 用细线系住石块，将其浸没在水中（密度小于 液体密度的固体可采用针压法或坠物法），读取 示数2V 器材：待测液体、量筒、烧杯、天平和砝码 （1） 在烧杯中装入适量的待测液体，用调好的天平测量出 烧杯和液体质量1m （2） 把烧杯中的部分液体倒入量筒，读取示数V （3） 用天平测得烧杯中剩余液体和烧杯的总质量2m 0120 012 m m m m m m m ρρ+-= +-水 水 m =仪器：石块、烧杯、天平和砝码、足够多的水、足够长的细线 （1） 用调好的天平测出待测固体的质量0m （2） 将烧杯中盛满水，用天平测得烧杯和水的质量 1m （3） 用细线系住石块，使其浸没在烧杯中，待液体 溢出后，用天平测得此时烧杯总质量2m 10 2010m m m m m m ρρ--=-水水 m =仪器：烧杯、足够多的水，足够多的待测液体、天平和砝码 （1） 用调整好的天平测得空烧杯的质量为0m （2） 将烧杯装满水，用天平测得烧杯和水质量 为1m （3） 将烧杯中的水倒掉，然后在烧杯中装满待测液体，测得此时烧杯和液体的质量为
材料弹性常数的测定
(一)、材料弹性常数的测定 对于均匀的各向同性的材料而言，弹性模量E和泊松比μ完全就可以确定 材料的弹性性质。它们均由试验决定。对于这两个参数，可以使用电测法和机 械式量测两种方法。 1、电测法测定相似材料的E和μ 所谓电测就是在试件上贴一定数量的应变片，用静态电阻应变仪得到的数 据来计算试块的横向和纵向变形，再结合压力机上的压力值推导出相似材料的 E和μ。 试件一般为高100mm、直径50mm的圆柱体，也可用50mm X 50mmX 100mm 的棱柱体，我们试验中所用的是圆柱体。 为了防止荷载偏心对量测结果的影响，应变片应对称纵向贴在试件的两 侧，H/2处((H为试件高度)，然后取其平均值进行计算。进行单轴压缩实验 时，最大荷载不超过破坏荷载的1/3一1/2，但通常还是要作到破坏。分8一10 级加载，用静态电阻应变仪量测每级荷载下相应的应变值，最后将记录的△σ 和△ε标在坐标纸上，绘出。σ一ε曲线，这样就很容易求出材料的弹性模量E 了。 泊松比μ可以和弹性模量E同时测试，只是贴片的方向与荷载方向垂直。量测刀时应注意两点: (1)尽量将测μ的横向片和测E的纵向片分别贴在试块的不同部位(但必须 贴在试块的H/2处)，以避免应变片横向效应的影响。 (2)由于横向变形较小，μ值不易测准，需特别注意。 根据我们用电测法对试块进行多次试验，效果不很理想。主要表现在我们 的试件是圆柱体，在圆柱体的曲面贴应变片，应变片与曲面的粘结效果不很理 想，使实验的结果误差很大，可能用棱柱体试验效果会好一些。 2、用机械式量测法测弹性模量E 对于低弹性模量的材料，由于刚化效应的影响，不宜用电阻应变仪进行量 测。这时可用百分表、千分表或位移传感器量(与应变规相连，应变规夹在试 件上)测试件的轴向压缩量△H，然后利用下式: 来计算材料的E值。由于这种量测法可能将垫块和试件的非密切接触产生 的空隙包括在内，所以测得的变形量可能偏大，而使E值偏小。因此，要特别 注意试件端部的平整性。 在实际科研中，为了节省经费和节约时间，在选择相似材料的初期阶段，
材料的密度、孔隙率和吸水率计算
材料的密度、孔隙率和吸水率的计算 一、材料的密度、表观密度和堆积密度 1. 密度（p） 密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的重量。按下式计算: p= m/V 式中P---- 密度，g/cm3; M ——材料的重量，g; V ——材料在绝对密实状态下的体积，cm3。 这里指的“重量”与物理学中的“质量”是同一含义，在建筑材料学中，习惯上称之为“重量” 。对于固体材料而言，rn 是指干燥至恒重状态下的重量。所谓绝对密实状态下的体积是指不含有任何孔隙的体积。建筑材料中除了钢材、玻璃等少数材料外，绝大多数材料都含有一定的孔隙、如砖、石材等块状材料。对于这些有孔隙的材料，测定其密度时，应先把材料磨成细粉，经干燥至恒重后，用比重瓶（李氏瓶）测定其体积，然后按上式计算得到密度值。材料磨得越细，测得的数值就越准确。 2. 表观密度（p 0）
表现密度是指材料在自然状态下，单位体积的重量。按下式计算: P o= m/VO P o ------------ 表观密度，g/cm3或kg/m3; m --- 材料的重量，g或kg; Vo—材料的自然状态下的体积，cm或m 材料在自然状态下的体积包含了材料内部孔隙的体积。当材料含有水分时，它的重量积都会发生变化。一般测定表观密度时，以干燥状态为准，如果在含水状态下测定表度，须注明含水情况。在试验室中测定的通常为烘干至恒重状态下的表观密度。质地坚硬的散粒状材料，如砂、石，要磨成细粉测定密度需耗费很大的能量，一般测定其密度，在应用过程中（如混凝土配合比计算过程）近似代替其密度。 3. 堆积密度（p 'o） 堆积密度是指粉状或散粒状材料在堆积状态下，单位体积的重 量。按下式计算: p 'O =m/V'O 其中p 'O ——堆积密度，kg/m3; M ——材料的重量，kg; V 'o —材料的堆积体积，m。 这里，材料的重量是指自然堆积在一定容器内材料的重量；其堆积体
膜孔隙率的几种测试方法
膜孔隙率的几种常用测试方法 在薄膜、中空纤维膜等膜材料的应用与研究中，孔隙率是一项常用的重要指标。孔隙率一般被定义为多孔膜中，孔隙的体积占膜的表观体积的百分数，即：ε=V 孔/V 膜外观。 孔隙是流体的输送通道，这里的“孔隙”准确的说应该指“通孔孔隙”。通常研究人员希望采用此参数来评价膜的过滤性能、渗透性能和分离能力。但由于定义以及测试方法限制等原因，造成目前大家经常看到的和并被普遍应用的“孔隙率”这个参数中的“孔隙”，并非指的是“通孔孔隙”，所以，这种定义的孔隙率，与膜的过滤性能、渗透性能、分离能力并不构成正相关性。也就是说，孔隙率大的，过滤性能并不一定好；渗透率为零，孔隙率不一定为零。 对于泡压法原理的贝士德仪器膜孔径分析仪，如果膜上的孔非理想的圆柱形孔，其实是不能用来分析孔隙率的，因为该原理的仪器测试出来的孔径分布是通孔孔喉的尺寸信息。用通孔孔喉尺寸计算得到孔面积，从而依据ε=V 孔/V 膜外观=S 孔/S 膜外观来计算出的孔隙率，这个值在实际中会远小于目前常用方法所 得到的孔隙率。只有当该膜的孔为理想的圆柱孔时，即孔喉和孔口的尺寸相同且无其它凸凹、缝隙结构时，由通孔孔喉尺寸得到的孔隙率才与目前常用方法得到的孔隙率接近（这种情况在实际中几乎不存在）。 下面列举膜孔隙率的几个常用测试方法： 方法一：称重法（湿法、浸液法） 原理：根据膜浸湿某种合适液体（如水等）的前后重量变化，来确定该膜的孔隙体积V 孔；该膜的骨架 体积V 膜骨架可以通过膜原材料密度和干膜重量获得；则该膜的孔隙率： ε=V 孔/V 膜外观=V 孔/(V 孔＋V 膜骨架) 方法二：密度法（干法、体积法） 原理：见如下公式推导，所以，只需要膜原材料的密度ρ膜材料和膜的表观密度ρ膜表观，就可计算得到孔 隙率ε。其中表观密度ρ膜表观可由外观体积和质量获得。 ε=V 孔/V 膜外观=(V 膜外观－V 膜骨架)/V 膜外观＝（ρ膜表观－ρ膜材料）/ρ膜表观 方法三：气体吸附法 原理：根据低温氮吸附获得孔体积，从而得到孔隙率。该方法只能获得200nm 以下尺寸孔结构的孔体积，无法表征200nm 以上孔的信息，对于大量滤膜不适用。 方法四：压汞法 原理：根据压汞法原理，利用压力将汞压入膜的各种结构的“孔隙”中，根据注入汞的压力、体积来获得膜的孔隙体积及尺寸数据；该方法的缺点是将汞压入微孔需要的压力较大，该方法更适合于分析刚性材料，对于大多数膜材料为弹性材料，在注入汞的过程中容易发生变形或“塌陷”，从而产生较大误差。 3H-2000PB 贝士德仪器泡压法滤膜孔径分析仪，其基本原理为气液排驱技术（泡压法）：给膜两侧施加压力差，克服膜孔道内的浸润液的表面张力，驱动浸润液通过孔道，依此获得膜类材料的通孔孔喉的孔径数据，同时该方法也是ASTM 薄膜测定的标准方法。 以上四种膜孔隙率的常用测试方法，所获得孔隙率数据中的“孔隙”都不是“通孔孔隙”，更不是“通孔孔喉孔隙”；若不是“通孔孔隙”，那么，这个“孔隙率”就无法达到研究人员所希望的评价过滤性能、渗透性能和分离能力的目的。举例说明：A 膜通孔为零，表面“凸凹、闭孔、盲孔”等结构形成的孔隙率为40%；B 膜孔隙率为20%且有通孔；那么，我们并不能依据该孔隙率数据对该两种膜的过滤性能做出比较。这点在研究和应用中是需要注意。
浮力的方法测密度
浮力的方法测密度 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
用浮力的方法测密度 1.小东的爸爸买了一个玉制实心小工艺品，小东想知道它的密度是多少，于是他用一个弹簧测力计、一根细线和一盆清水，通过实验测量并计算出，小工艺品的密度，水的密度为已知．请你帮助小东完成下列要求： (1)写出实验步骤 (2)写出测量结果(密度ρ的表达式) 2.测量液体密度的仪器叫做密度计．将其插入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值，如图甲所示．图乙是自制简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些金属丝（体积不计）做成的．将其放入盛有液体的烧杯中，它会竖直立在液体中．小明想试着用自制简易密度计测量一下牛奶的密度，他又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺，请你帮助小明利用这些器材设计一个测量牛奶密度的方案．要求写出主要的测量步骤并推导出计算牛奶密度的公式（足量的水和牛奶）． 答案：测量步骤是 ①用刻度尺测出自制密度计的长度?L ； ②将“密度计”轻轻放入水中，使其漂浮在水面上，用刻度尺测出“密度计”浸入水中的长L 水； ③将“密度计”轻轻放入待测牛奶中漂浮，用刻度尺测出浸入牛奶中的长L 牛奶； 牛奶密度的公式：ρ牛奶=奶 水L L L L --ρ水 3.某校地质小组的同学们，需测量一种矿石的密度． 现有器材：小矿石块、天平（含砝码）、一个烧杯、足量的水、细线．请你利用上述器材帮助他们设计出一种测量该矿石密度的实验方案． 要求：写出方案的实验步骤及矿石密度的表达式（用测量量和已知量表示） 答：①用天平称出矿石块的质量m ， ②在烧杯中倒入适量的水，称出质量m 1， ③烧杯仍放在天平左盘，用细线将矿石块系好后，手提细线使矿石块浸没在此烧杯的水中并保持静止（水无溢出且矿石块不接触烧杯），天平平衡时的称量值为m 2． 矿石块的密度：ρ=1 2m m m -ρ水． 4.某校地质小组的同学们，需测量一种矿石的密度．现有器材：形状不规则的小矿石块、一把刻度尺、一条细线、一个厚底薄壁圆柱形的长杯子（杯壁厚度不计）和一桶水（水的密度已知且用ρ水表示）．请你利用上述器材帮助他们设计一种测量该矿石密 度的实验方案． 要求：
土粒密度(比重瓶法) 土壤容重 孔隙度测定
土粒密度的测定（比重瓶法） 严格而言，土粒密度应称为土壤固相密度或土粒平均密度，用符号ρs 表示。其含义是： s s s V m = ρ 绝大多数矿质土壤的ρs 在 2.6g·cm -3～2.7 g·cm -3之间，常规工作中多取平均值 2.65 g·cm -3。这一数值很接近砂质土壤中存在量丰富的石英的密度，各种铝硅酸盐粘粒矿物的密度也与此相近。土壤中氧化铁和各种重矿物含量多时则ρs 增高，有机质含量高时则ρs 降低。 文献中传统常用比重一词表示ρs ，其准确含义是指土粒的密度与标准大气压下4℃时水的密度之比又叫相对密度（（d s =ρs ·ρw -1）。一般情况下，水的密度取1.0 g·cm -3，故比重在数值上与土粒密度ρs 相等，但量纲不同，现比重一词已废止。 测定原理 将已知质量的土样放入水中（或其他液体），排尽空气，求出由土壤置换出的液体的体积。以烘干土质量（105℃）除以求得的土壤固相体积，即得土粒密度。 仪器和设备 天平（感量0.001g ）；比重瓶（容积50mL ）；电热板；真空干燥器；真空泵；烘箱。 操作步骤 1、称取通过2mm 筛孔的风干土样约10g （精确至0.001g ），倾入50mL 的比重瓶内。另称10.0g 土样测定吸湿水含量，由此可求出倾入比重瓶内的烘干土样重m s 。 2、向装有土样的比重瓶中加入蒸馏水，至瓶内容积约一半处，然后徐徐摇动比重瓶，驱逐土壤中的空气，使土样充分湿润，与水均匀混合。 3、将比重瓶放于砂盘，在电热板上加热，保持沸腾1h 。煮沸过程中经常要摇动比重瓶，驱逐土壤中的空气，使土样和水充分接触混合。注意，煮沸时温度不可过高，否则易造成土液溅出。 4、从砂盘上取下比重瓶，稍冷却，再把预先煮沸排除空气的蒸馏水加入比重瓶，至比重瓶水面略低于瓶颈为止。待比重瓶内悬液澄清且温度稳定后，加满已经煮沸排除空气并冷却的蒸馏水。然后塞好瓶塞，使多余的水自瓶塞毛细管中溢出，用滤纸擦干后称重（精确到0.001g ），同时用温度计测定瓶内的水温t 1（准确到0.1℃），求得m bws1。 5、将比重瓶中的土液倾出，洗净比重瓶，注满冷却的无气水，测量瓶内水温t 2。加水至瓶口，塞上毛细管塞，擦干瓶外壁，称取t 2时的瓶、水合重（m bw2）。若每个比重瓶事先都经过校正，在测定时可省去此步骤，直接由t 1在比重瓶的校正曲线上求得t 1时这个比重瓶的瓶、水合重m bw1，否则要根据m bw2计算m bw1。 6、含可溶性盐及活性胶体较多的土样，须用惰性液体（如煤油、石油）代替蒸馏水，用真空抽气法排除土样中的空气。抽气时间不得少于0.5h ，并经常援动比重瓶，直至无气泡逸出为止。停止抽气后仍需在干燥器中静置15min 以上。 7、真空抽气也可代替煮沸法排除土壤中的空气，并且可以避免在煮沸过程中由于土液
利用浮力测量物体密度
利用浮力测量物体密度 第一部分 典例分析 利用浮力知识测定物质密度，其基本原理仍是密度公式ρ=m/V 。因此，充分发挥所 给实验器材的作用，利用浮力知识设法直接或间接地测定出待测物体的质量和体积，便是处理问题的切入点。 一、测定固体密度 利用浮力知识测定固体密度，首先要有能够对物体产生浮力的液体, 此类问题中所涉及到的液体一般是密度已知的水。 对于固体质量的测定，根据具体情况，一般可用以下两种方法测定： （1）将固体挂在弹簧测力计下，根据弹簧测力计测得的物重算出其质量； （2）使固体漂浮在水面，先算出固体所受的浮力，然后利用漂浮条件F 浮＝G 物间接求得质量。 对于固体体积，根据具体情况，一般也可用以下两种方法测定： （1）利用量筒（量杯）测出体积； （2）将弹簧测力计下挂的固体，一次悬放在空气中、另一次浸没于水中，先用弹簧 测力计的两次示数差求得固体所受浮力，然后利用阿基米德原理F 浮＝ρ水 gV 排间接求得 体积。 常见固体类问题有三种情况： (1)ρ物>ρ水：称重法(如以石块为例) [器材]：石块和细线，弹簧测力计、水、烧杯(无刻度) [面临困难]：缺少量筒，体积V 不好测量。 [突破思路]：将石块浸没入水中，测出F 浮，由F 浮=ρ 水 gv 排=ρ 水 gV 石，求出V 石。 [简述步骤（参考）]：①用弹簧测力计测出石块在空气中的重力为G 。 ②将石块浸没入水中，测出它对弹簧测力计的拉力F 拉。(F 浮=G －F 拉) ③ (2)ρ物>ρ水：“空心”漂浮法(如以牙膏皮为例) [器材]：牙膏皮、量筒、水 [面临困难]：缺少天平或弹簧测力计，质量m 或重力G 无法测出。 [突破思路]：想办法使其做成空心状，使其漂浮在水面上，根据G 物=F 浮=ρ水 gV 排，只要 测出V 排即可。 [简述步骤（参考）]： ①将牙膏皮浸没在水中，用排水法测出其体积为V 物。
材料密度,孔隙率及吸水率的测定
材料密度、孔隙率及吸水率的测定 一、实验目的和意义 材料的密度是材料最基本的属性之一，也是进行其他物性测试（如颗粒粒径测试）的基础数据。材料的孔隙率、吸水率是材料结构特征的标志。在材料研究中，孔隙率、吸水率的测定是对产品质量进行检定的最常用的方法之一。 材料的密度，可以分为体积密度、真密度等。体积密度是指不含游离水材料的质量与材料的总体积（包括材料的实体积和全部孔隙所占的体积）之比；材料质量与材料实体积（不包括存在于材料内部的封闭气孔）之比值，则称为真密度。孔隙率是指材料中气孔体积与材料总体积之比。吸水率是指材料试样放在蒸馏水中，在规定的温度和时间内吸水质量和试样原质量之比。由于吸水率与开口孔隙率成正比，在科研和生产实际中往往采用吸水率来反映材料的显气孔率。 因此，无论是在陶瓷材料、耐火材料、塑料、复合材料以及废物复合材料等材料的研究和生产中，测定这三个指标对材料性能的控制有重要意义。通过本实验达到以下要求。 1、了解体积密度、孔隙率、吸水率等概念的物理意义。 2、了解测定材料体积密度、密度（真密度）的测定原理和测定方法。 3、通过测定体积密度、密度（真密度），掌握计算材料孔隙率和吸水率的计算方法。 二、实验方法 参考GB9966.3-88天然饰面石材体积密度、真密度、真气孔率、吸水率试验方法。 三、实验原理 材料的孔隙率、吸水率的计算都是基于密度的测定，而密度的测定则是基于阿基米德原理。由阿基米德原理可知，浸在液体中任何物体都要受到浮力（即液体的静压力）的作用，浮力的大小等于该物体排开液体的重量。
重量是一种重力的值，但在使用根据杠杆原理设计制造的天平进行衡量时，对物体重量的测定已归结为其质量的测定。因此，阿基米德定律可用下式表示。 m1-m2=VDL (1) 式中m1——在空气中秤量物体时所得的质量； m2——在液体中秤量物体时所得的质量； V——物体的体积 DL——液体的密度 这样，物体的体积就可以通过将物体浸于已知密度的液体中，通过测定其质量的方法来求得。 在工程测量中，往往忽略空气浮力的影响。在此前提下进一步推导，可得用称量法测定物体密度时的原理公式。 D=(m1DL)/(m1-m2) (2) 这样，只要测出有关量并代入上式，就可以计算出待测物体在温度t℃时的密度。实验中真密度测定是基于粉末密度瓶浸液法莱测定的。其原理是： 将样品制成粉末，并将粉样浸入对其润湿而不溶解的浸液中，用抽真空或加热煮沸排除气泡，求出粉末试样从已知容量的容器中排出已知密度的液体，从而得出所测粉末的真密度。四、实验仪器 1、恒温干燥箱： 由室温到200℃； 2、天平：
利用浮力知识测密度的方法
一、利用浮力测固体质量的质量 原理：根据物体漂浮在液面上时，F浮=G物=m物g，而F浮=液gV排，只要能测物体漂浮时的浮力，通过等量 代换就能间接算出物体的质量，然后根据=m/v，求得待测物的密度。对于不能漂浮的物体，要创造条件使其 漂浮。 方法：等量代换公式变形充分利用漂浮F浮=G物的特点 例1请利用一个量筒和适量的水测出一玻璃制成的小试管的密度，写出主要实验步骤和玻璃密度表达式。 分析：有量筒和水易测出试管的体积，要测其密度关键是如何通过等量代换找出质量。空试管能漂浮在水面上F浮=G物，算出浮力就知道重力和质量。 实验步骤：（如下图） （1）在量筒中倒入适量水，记下水面对应刻度V1。 （2）将小试管放进量筒使其漂浮，记下水面对应刻度V2。 （3）将小试管沉浮在量筒里的水中，记下水面对应刻度V3。 表达式：玻= 拓展：利用上题中的器材，如何测出沙子的密度。 分析：沙子的密度大于水，要创造条件使其漂浮（将沙子放进漂浮的试管里），沙子重力等于试管增大的浮力。 实验步骤见图： 表达式： 其实上题中的试管就相当于浮力秤，将被测物放进漂浮的试管，增加的浮力即为被测物重力，G物=水g （V2-V1）。“曹冲称象”也是利用这个原理测质量，使船两次浸入水中的深度相同，所受浮力相同，于是大象重等于石头重。对于密度大于水的橡皮泥，可做成船状使其漂浮，测出V排算出浮力得到质量，再使其下沉测出体积，可算出密度。 二、利用浮力测固体物质的体积 原理：根据F浮=液gV排得V排=，浸没时V排=V物，测出其浸没时受到的浮力，可计算物体排开液体的体积，即为物体体积。 方法：等量代换公式变形充分利用浸没V排=V物的特点 例 2 小新能利用的器材有：弹簧秤、大口溢水杯、口径较小的量筒、细线和足量的水，他要测量一石块的密度，请你写出他能用的两种方法并写出所测石块密度的表达式。
Abaqus中复合材料弹性属性的设定
Abaqus中复合材料弹性属性的设定 (2010-06-18 15:45:53) 转载▼ 分类：CAE 标签： 杂谈 一、定义材料的刚度矩阵 从弹性力学理论可以知道,各向异性材料的刚度矩阵由于有对称性，刚度系数有最初的36个减少到21个，如下图： 在实际应用中，大多数工程材料都有对称的内部结构，因此材料具有弹性对称性，这种对称性可以进一步简化上述的刚度矩阵。 1、有一个弹性对称面的材料（如结晶学中的单斜体） 例如取x-y平面为对称面，则D1112= D1113= D2212= D2213= D3312= D3313= D1223= D1323=0，刚度系数又减少8个，剩下13个。 2、有两个正交（相互垂直）弹性对称面的材料 例如进一步取x-z平面为对称面，则D1123= D2223= D3323= D1213=0，刚度系数又减少4个，剩下9个，如下图：
在Abaqus编辑材料中进行个刚度系数的设定。 3、有三个正交弹性对称面的材料 如果材料有三个相互垂直的弹性对称面，没有新的刚度系数为零，也只有9个。 4、横观各项同性材料 若经过弹性体材料一轴线，在垂直该轴线的平面内，各点的弹性性能在各方向上都相同，我们称此材料横观各向同性材料，如单向复合材料。对于这种材料最终的刚度系数只剩下D1111，D1122，D1133，D3333，D1212五项，其余各项均为零。 在复合材料中，经常遇到正交各项异性和横观各项同性两种材料。 二、定义材料工程弹性常数 通过指定工程弹性常数定义线弹性正交各向异性材料是最便捷的一种方法，根据复合材料力学理论，用工程弹性常数表示的柔度矩阵表示如下：
民用飞机复合材料结构孔隙率的影响及检测
民用飞机复合材料结构孔隙率的影响及检测 廉 伟 中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海201210 摘要：本文从工程实践出发，总结了民用飞机复合材料结构中孔隙率产生的原因及相关工艺控制措施与孔隙率之间的内在关系，对比分析了目前航空工业界和主制造商可接受的孔隙率标准，探讨了孔隙率对复合材料理化特性及力学特性影响机理，对比了不同孔隙率的检测方法和孔隙率的控制方法，并给出了考虑结构安全和成本，在工程设计、制造和验证中统筹考虑可接受孔隙率的建议。 关键词：民用飞机复合材料结构孔隙率无损检测 1 引言 机体结构主要采用高性能复合材料的新型民机B787引领了复合材料在民机结构中应用的飞跃式发展和航空结构材料的应用变革，其复材用量重量占比接近50%；其竞争机型A350复材用量更高，达到52%；波音最近声明B777的改进型B777X的机身结构和此前宣布的机翼结构同样将采用复合材料；中俄即将联合研制的宽体客机中结构材料用量也将达同等水平。由此可见，航空界已对复合材料在降低结构重量、油耗与排放、全寿命周期成本上达成共识。航空复材结构的飞跃式发展是以材料进步、工艺发展、评价体系逐步成熟和大尺寸产品制造问题解决等为基础的，即便如此，复合材料领域还有诸多问题有待继续研究和解决，孔隙率便是其中之一。 对于孔隙，不同的手册、标准和规范给出了不同的定义，但其本质含义基本统一，即复合材料内部的、几何尺寸很小的、多点分布的孔洞（可能是空气、挥发物或空穴）。孔隙是复合材料结构中常见缺陷的一种，通常用其体积占材料总体积的百分比来表征，也即孔隙率。孔隙的尺寸跨度很大，线性尺寸可能从几个微米到几百个微米不等，在波音公司的规范中，甚至认为一簇密集孔穴缺陷中只要最大的直径小于6.35mm，该簇孔穴即被视为孔隙。 2 孔隙产生的原因及其影响 目前航空工业领域，复合材料结构主要采用预浸料-热压罐固化工艺或液体成型工艺，虽然工艺形式和参数各不相同，但本质过程都是树脂基体与纤维增强材料之间的复合及树脂固化的过程，因此孔隙总存在于基体、树脂纤维界面或层间，典型的孔隙形貌如图1、2所示。 图1 典型复合材料层压板内部孔隙 图2 R区典型内部孔隙 孔隙的产生有多种诱因，且可能源于原材料、铺贴或固化过程中的各个环节。预浸料制备过程中树脂与纤维的浸润可能是不完全的，特别是固定单向纤维的纬线或织物中经纬纤维搭接位置难以
密度测量方法汇总己
密度测量方法汇总己 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
密度测量方法汇总 一、天平量筒法 1、常规法 实验原理：ρ= m/v 实验器材：天平（砝码）、量筒、烧杯、滴管、线、水、石块 实验步骤： （1）调节好的天平，测出石块的质量m ； （2）在量筒中倒入适量的水，测出水的体积V 1 （3）将石块用细线拴好，放在盛有水的量筒中，（排水法）测出总体 积V 2； 实验结论： 2、天平测石块密度 方案1（烧杯、水、细线） 实验原理：ρ= m/v 实验器材：天平、水、空瓶、石块 实验过程： 1、用天平测石块质量m 1 2、瓶中装满水，测出质量m2 1 2v v m －＝ V m = ρ
3、将石块放入瓶中，溢出一部分水后，测出瓶、石块及剩余水的质量m 3 推导及表达式：m排水=m1＋m2－m3 V石=V排水 =(m1＋m2－m3)／ρ水 ρ石=m 1／V石=m 1ρ水／(m1＋m2－m3) 方案2（烧杯、水、细线） 实验原理：ρ= m/v 实验器材：烧杯、天平、水、细线、石块 实验过程： 1、在烧杯中装适量水，用天平测出杯和水的总质量m 1 2、用细线系住石块浸没入水中，使石块不与杯底杯壁接触，用天平测总质量 m2 3、使石块沉入水底，用天平测出总质量m 3 推导及表达式：m石=m3－m1 V石=V排=（m2－m1)／ρ水 ∴ρ石=m石／V石=(m3－m1)ρ水／（m2－m1) 3、等体积法 实验器材：天平(含砝码)、刻度尺、烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、细线。
1.用调节好的天平，测出空烧杯的质量m 0； 2.将适量的水倒入烧杯中，用天平测出烧杯和水的总质量m 1，用刻度尺量出水面达到的高度h （或用细线标出水面的位置）； 3.将水倒出，在烧杯中倒入牛奶，使其液面达到h 处（或达到细线标出的位置），用天平测出烧杯和牛奶的总质量m 2。 实验结果： ∵ 因为水和牛奶的体积相等， V 牛＝V 水 ∴ 4、 等质量法 实验器材：天平、刻度尺、两个相同的烧杯(无刻度)、适量的水、足量的牛奶、滴管。 实验步骤： （1）调节天平，将两个相同的烧杯分别放在天平的左右盘上； （2）将适量的水和牛奶分别倒入两个烧杯中，直至天平再次平衡为止； （3）用刻度尺分别测量出烧杯中水面达到的高度h 水和牛奶液面达到的高度h 牛。 水 水 牛 牛 ＝ ρρm m
复合材料孔隙率的超声检测方法探讨
复合材料孔隙率的超声检测方法探讨 姓名： 学号：
摘要: 简单介绍了复合材料中孔隙的形成原因, 叙述了孔隙率对材料机械性能的影响, 综述了孔隙率测量的超声无损检测方法现状, 说明了目前各种检测方法的检测效果和优缺点, 并对将来孔隙率的检测方法作了展望。 关键词: 孔隙率; 复合材料; 超声检测
孔隙是复合材料最常见的微小缺陷。孔隙的出现会降低材料的性能, 如层间剪切强度, 纵向和横向的弯曲强度和拉伸强度、抗疲劳性以及高温下的抗氧化性能等。即使孔隙含量很小, 也会对材料的寿命造成很大的影响[1- 4], 因此孔隙率的检测对复合材料的性能保证非常重要。目前比较常用的无损检测方法是超声波检测, 国内外已对此种检测方法做了不少的研究, 并取得了一定的进展。 1 孔隙的形成及对材料的影响 由于复合材料比较复杂的加工工艺, 完全没有孔隙的复合材料是没有的。一般来说, 空隙的形成有两种原因[5]: 一是制作过程中树脂未完全浸润或叠层间空气未完全排除, 造成空气存留在其中, 这种原因形成的孔隙一般数量较多, 形状是扁圆形或拉长形; 二是由于工艺过程中产生挥发性物质, 这时形成的孔隙一般呈圆形, 孔隙数量较少, 孔隙的尺寸一般较小, 直径为几微米到几百微米。评定孔隙对材料影响程度大小的定量指标是孔隙率, 有面积孔隙率和体积孔隙率两种定义。面积孔隙率是单位面积所含孔隙的面积的百分比, 体积孔隙率是单位体积所含孔隙的体积百分比。具体根据实际检测技术的不同采取不同的指标描述。 复合材料的机械性能对孔隙十分敏感。ALmei2da[6]等人用实验证明, 即使孔隙的存在对材料的静态强度只有中等程度的影响, 它却可以使疲劳寿命显著下降。研究指出, 孔隙率在0% ~ 5% , 每增加1%, 其层间剪切强度平均下降7% 左右, 其他性能如弯曲强度以10% 左右的比例下降, 弯曲模量则以5% 左右的比例下降。不过孔隙的存在并不是对材料都具有有害的影响。对大多数材料来说, 2%是一个可以接受的上限。因此大多数研究集中在检测范围在1% ~ 5% 的孔隙率缺陷。 2 孔隙率超声检测方法 孔隙在材料中的分布、形状和大小很复杂, 这就使得对孔隙率的检测十分困难。通常, 复合材料孔隙率的无损检测方法分两大类: 超声检测法和射线检测法。由于超声波具有穿透能力强, 方向性好, 灵敏度高, 且对人体无害等优点, 超声检测法是目前用于复合材料最通用的无损检测技术。当复合材料中含有孔隙缺陷时, 超声波的衰减会很厉害, 影响超声波的传播速度,因此孔隙率与超声波衰减量和速度存在一定的相关性。大多数超声检测方法都是通过建立超声特征参数的变化与孔隙含量之间的关系来对复合材料孔隙含量进行评估。另外, 背散射和超声波导波也是目前复合材料孔隙率的新型检测方法。 2. 1 传统超声波测量 2、1、1 超声波速度变化测量法 D E W St one 和Clarke[7]等人所做的实验中, 假设超声波入射前的速度是2980m/ s, 试样厚度为2mm的碳纤维复合材料板, 当试样无孔隙时的超声波穿透时间为1. 342Ls; 当试样孔隙率为1% 时, 超声波穿透时间为 1. 359Ls; 由于孔隙率的不同而引起的超声波穿透时间变化为17ns, 大多数的测试仪器很难达到这种检测精度, 另外, 超声波的传播速度还受测试条件、环境的影响, 所以, 通过超声波速度的变化检测孔隙率的方法较少采用。目前, 普通的孔隙率检测方法是通过检测超声衰减量来判定复合材料的孔隙率。 2.1 .1. 2 超声波衰减量测量法 把由相同孔隙率的变化引起的衰减变化和速度变化相比较, 超声波的衰减量的测量相对比较容易, 采用超声波衰减反映复合材料内部的孔隙率也更为灵敏。下面几种方法主要从超声波的衰减与复合材料内部孔隙率的关系方面进行了研究。 ( 1) 时域分析法
D570-98塑料吸水率的试验方法
1.范围 1.1该试验方法是塑料浸水时相对吸水速率的测量方法。该试验方法适用于对 所有类型的塑料进行试验，包括铸造材料，热模塑，冷模塑树脂产品，棒条和管状的同质塑料和层压塑料，厚度为0.13mm或更厚的塑料片。 1.2数值的标准单位是SI。括号内的数值仅供参考。 1.3该标准并不旨在讨论所有的安全问题，若有，也只是与其使用相关。 注1----ISO 62与该试验方法等同。 2.参考文件 2.1ASTM标准： D647 塑料铸模材料试验样品模型设计的操作方法。 2.2ISO标准： ISO 62塑料----吸水率的测量。 3 意义和使用 3.1 该吸水率试验方法有两大主要功能：第一，作为材料吸水率的指导准则，当吸湿性，电气性能或机械性能间的关系，尺寸和外观测定后，作为这些性能暴露在水中或潮湿环境中的变化情况的指导准则；第二，作为产品均匀度的控制试验。第二项功能主要适用于对片状，棒状或和管状成品的试验。 3.2 可以根据7.1和7.4获取的数值比较各种塑料的吸水率。 3.3 液体变成聚合物的扩散系数是浸没时间的平方根函数。饱和时间主要取决于样品厚度。例如，表1列出了尼龙塑料-6在各种厚度下的饱和时间。 3.4 塑料的含水量与电气绝缘电阻，介电损耗，机械强度，外表面和尺寸等性能密切相关。吸水后含水量变化对这些性能的影响取决于塑料的暴露形式（浸入水中或暴露在高湿度的环境中），形状及其内在性能。对于不同质的材料，如压层塑料，其边缘和表面的吸水率有很大的不同。即使是同质的材料，其切割边缘的吸水率也比表面吸水率稍高。因此，在试图联系表面区域的吸水率时，一般限定在密切相关的材料和形状相似的样品之间：对于密度差异很大的材料，要考虑体积吸水率和质量吸水率间的联系。 4．仪器
利用浮力测密度
原理：根据物体漂浮在液面上时，F 浮=G 物=m 物g ，而F 浮=液 gV 排，只要能测物体漂浮时 的浮力，通过等量代换就能间接算出物体的质量，然后根据=m/v ，求得待测物的密度。 对于不能漂浮的物体，要创造条件使其漂浮。 方法：等量代换 公式变形 充分利用漂浮F 浮=G 物的特点 例1 请利用一个量筒和适量的水测出一玻璃制成的小试管的密度，写出主要实验步骤和玻璃密度表达式。 分析：有量筒和水易测出试管的体积，要测其密度关键是如何通过等量代换找出质量。空试管能漂浮在水面上F 浮=G 物，算出浮力就知道重力和质量。 实验步骤：（如下图） （1）在量筒中倒入适量水，记下水面对应刻度V 1。 （2）将小试管放进量筒使其漂浮，记下水面对应刻度V 2。 （3）将小试管沉浮在量筒里的水中，记下水面对应刻度V 3。 表达式： 玻 = 分析：沙子的密度大于水，要创造条件使其漂浮（将沙子放进漂浮的试管里），沙子重力等于试管增大的浮力。 实验步骤见图： 表达式： 其实上题中的试管就相当于浮力秤，将被测物放进漂浮的试管，增加的浮力即为被测 物重力，G 物 = 水 g （V 2-V 1）。“曹冲称象”也是利用这个原理测质量，使船两次浸入水中 的深度相同，所受浮力相同，于是大象重等于石头重。对于密度大于水的橡皮泥，可做成船状使其漂浮，测出V 排算出浮力得到质量，再使其下沉测出体积，可算出密度。
原理：根据F 浮= 液 gV 排 得V 排=，浸没时V 排=V 物，测出其浸没时受到的浮力， 可计算物体排开液体的体积，即为物体体积。 方法：等量代换 公式变形 充分利用浸没V 排=V 物的特点 例 2 小新能利用的器材有：弹簧秤、大口溢水杯、口径较小的量筒、细线和足量的水，他要测量一石块的密度，请你写出他能用的两种方法并写出所测石块密度的表达式。 分析：用弹簧秤很容易测出石块的重力得到质量，但由于量筒口径较小，无法直接测出 石块体积。若能测出其浸没时受到的浮力，根据F 浮=ρ 液 gV 排 得V 排=，浸没V 排=V 物 可得石块体积。然后根据=可算出石块密度。有弹簧秤、溢水杯、量筒，测浮力可用 称重法和阿基米德原理。 实验步骤： 方法一：（1）用弹簧秤测出石块的重力G 1； （2）将挂在弹簧下的石块浸没水中 （不能碰到容器底），记下此时弹簧秤示数G 2； 石块密度表达式： 石 = 方法二：（1）用弹簧测力计测出石块重力G ； （2）在溢水杯中装满水后把石块浸没在水中，用量筒收集溢出的水，记下量筒中水的体积V （即为石块体积）。 石块密度的表达式：水 = 利用浮力测液体密度 原理：由F 浮=液 gV 排 得 液 =，只要找出相应的V 物、F 浮，即可求出待测液体 密度。
衬垫弹性常数测定实验方案
衬垫弹性性能测定实验 1. 实验目的 通过本实验测定自润滑关节轴承织物衬垫的弹性常数，具体是指衬垫纵向弹性模量E1,横向弹性模量E2，1、2平面剪切弹性模量G12；观察衬垫内部纤维束的横截面 2. 实验设备 材料拉力试验机，电阻应变计，电阻应变仪，游标卡尺，扫描电镜（SEM）3. 实验试样： 本试样按相应国家标准GB T1446-2005，GB T3355-2005,GB/T 3354-1999 来制备,试样的形状如图1所示。本试样经线方向（经向）是由PTFE纤维和Nomex 纤维混合编织而成，纬线方向（纬向）仅由Nomex纤维组成，选择经向为纵向，用1表示，纬向为横向用2表示。为了防止因明显的不连续而引起试样的提前失效，试件两端加有加强片，加强片的材料一般为铝合金或纤维增强塑料板。试件的尺寸规定按表1所示： L—试样长度；b—试样宽度；h—试样厚度；D—加强片的长度； l—试样工作段；h0—加强片的厚度；q—加强片的斜削角 图1 试件形状示意图 图2为三种复合材料试件在拉伸载荷下应变测定示意图
图2 三种复合材料试件在拉伸载荷下应变测定示意图 4. 实验方案： 测定最大载荷时的加载速度为5mm/min 测定拉伸弹性模量、泊松比和剪切模量的时候，加载速度为2mm/min。 为了验证应力-应变关系的线性，加载方式采用多次等级加载，由于对偏轴(±45°)拉伸应力-应变关系有较大的非线性，为准确得出曲线，仍应采用等级加载，而且级差应小些。 每种试样为10个：2个用于测定最大载荷，其余8个用于衬垫弹性性能的获得。 5. 实验步骤 5.1 连续加载至试样失效，记录最大载荷值。 5.2 弹性常数测定 （1）用游标卡尺测量复合材料板状试件有效段的尺寸。 （2）粘贴电阻应变片，将应变片接入测量电路，电桥连接采用半桥串联接法。 （3）加载测试。 （4）计算结果，进行实验数据处理 6. 实验结果处理
孔隙度测定
一.孔隙度定义： 岩石的总体积V b ，是由孔隙的体积V p 及固体颗粒体积（基质体积）V s 两部分组成。孔隙度（?）是指岩石中孔隙体积V p 与岩石总体积V b 的比值。表达式为 ?=V p V b ×100% 它是说明储集层储集能力的相对大小的基本参数。 二.孔隙度的分类 1.岩石的绝对孔隙度（?a ） 岩石的绝对孔隙度（?a ）指掩饰的总孔隙体积（V a ）与岩石外表体积（V b ）之比，即 ?a =V a V b ×100% 2.岩石的有效孔隙度（?e ） 有效孔隙度是指岩石中有效孔隙的体积（V e ）与岩石外表体积（V b ）之比，即： ?e =V e V b ×100% 计算储量和评价油气层特性时一般之有效孔隙度。 3.岩石的流动孔隙度（?f ） 微毛细管孔隙虽然彼此连通，但未必都能让流体流过。例如对于喉道半径极小的孔隙来说，通常的开采压差难以使流体流过；亲水岩石孔壁表面附着的水膜使得孔隙通道大大缩小。所以流动孔隙度是指含油岩石中，可流动的孔隙体积（V f ）与岩石外表体积（V b ）之比，即： ?f =V f b ×100% 流动孔隙度与有效孔隙度不同，它既排除了死孔隙，又排除了微毛细管孔隙体积。流动孔隙度不是一个定值，它随地层中的压力梯度和液体的物理化学性质而变化。在油气田开发中，流动孔隙度具有一定的实用价值。 三者的关系为：绝对孔隙度>有效孔隙度>流动孔隙度 三.孔隙度分级标准 四.双重介质岩石空孔隙度 双重孔隙介质储层具有两种孔隙系统。第一类是岩石颗粒之间的孔隙空间构成的粒间孔隙构成的孔隙度，称为原生孔隙度；第二类是裂缝和空洞的空隙空间形成的系统构成的孔隙度，称为次生孔隙度。 总孔隙度?t 、裂缝孔隙度?f 和岩石原生孔隙度?p 之间有如下关系： ?p =?p +?f
材料密度及气孔率的测量
材料密度、吸水率及气孔率的测定 一．目的 在无机非金属材料中，，有的材料内部是有气孔的，这些气孔对材料的性能和质量有重要的影响。 材料的体积密度是材料最基本的属性之一，它是鉴定矿物的重要依据，也是进行其它许多物性测试如颗粒粒径测试的基础数据。材料的吸水率、气孔率是材料结构特征的标志。在材料研究中，吸水率、气孔率的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法之一。在这些材料的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。 本实验的目的： 1．了解体积密度、气孔率等概念的物理意义； 2．掌握体积密度、气孔率的测定原理和测定方法； 3．了解体积密度、气孔率测试中误差产生的原因及防止方法， 二．原理 密度的物理意义是指单位体积物质的质量。 颗粒密度和材料吸水率、气孔率的测定都是基于阿基米德原理。将粉末浸入可润湿粉体的液体中，抽真空排除气泡，计算颗粒排除液体的体积。便可计算出颗粒的密度。当颗粒的闭气孔全部被破坏时，所测密度即为颗粒的真密度，否则为颗粒的有效密度。与此类以，可以将块体材料视为大的“颗粒”，采用类似颗粒测试的方法测定材料的吸水率、气孔率。 粉体材料的密度，可以分为颗粒的真密度，有效密度，松装密度和振实密度。测定颗粒的真密度必须采用无孔材料，一般情况下，颗粒的密度指的是颗粒的有效密度。 无机非金属材料难免含有各种类型的气孔。块体材料如水泥、陶瓷等制品，含有部分大小不同，形状各异的气孔。浸渍时能被液体填充或与大气相通的气孔称为开口气孔；不能被液体填充或不与大气相通的气孔称为闭口气孔。块体材料中固体材料的体积、开口及闭口气孔的体积之和称为总体积。材料所有开口气孔的体积与其总体积之比称为开口气孔率或显气孔率；材料所有闭口气孔的体积与材料总体积之比称为闭口气孔率；材料所有气孔的体积（开
浮力特殊法测密度
利用浮力测密度实验题突破 一、利用浮力测密度大于水的物质的密度 器材：弹簧测力计，烧杯，水，细线， 步骤：1、利用弹簧测力计测出物体的重力G 2、将物体全部浸没在水中，记下弹簧测力计的示数F； 3、计算ρ物 二、测密度小于水的规则物质的密度 器材：烧杯，水，刻度尺 步骤：1、利用刻度尺量出物体的高度h1 2、将物体放于烧杯中静止后量出水面到物体上表面的高度h2 3、计算ρ物=ρ液(h1-h2)/h1 三、测液体的密度（以酒精为例 原理步骤：1、利用弹簧测力计测出物体的重力G 2、将物体全部浸没入水中记下示数F1 3、将物体全部浸没入酒精中记下示数F2 4、计算 二、利用浮力测密度 （一）一漂一沉法
写出实验步骤及表达式。 1.如图示，将一空玻璃小试管放入盛有60厘米3水的量筒中，量筒中水 面升至73厘3处，再将其压入水中，水面降至66厘米3处。求（1）小试 管的质量。（2）小试管玻璃的密度。 (二)一漂一压法 写出实验步骤及表达式: 1、利用量筒、钢针和水如何测出小木块的密度，写出步骤及表达式。 （四）三提法 写出步骤及表达式：
（五）溢水法 用天平、溢水杯、水、小烧杯如何测出小金属块的密度？写出实验步骤及表达式。 （六）天平（体积比较小的） 写出实验步骤和表达式: 1、欢欢利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计”，用如图所示的方法测量液体的密度。“土密度计”在酒精（ρ酒精＝0.8×103kg/m3）中静止时露出液面的高度为3cm；“土密度计”在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm。则此硫酸铜溶液的密度为多少kg/m3。
1．小红用天平、烧杯、水和缝衣针等实验器材完成了对一个塑料球密度的测量。请你根据已有的数据和图28所示的实验情景，把相应的数据填入表格中。 2．蓓蓓用量筒、溢水杯、小烧杯、水和细铁丝等实验器材完成了对一个塑料球密度的测量。 请你根据图21所示的实验情景，把相应的数据填入下面的表格中。 烧杯和水 的总质量 m 1/g 塑料球在水 中漂浮时的 总质量m 2/g 把塑料球 压入水中 后的总质量m 3/g 塑料球 的质量 m 4/g 塑料球 的体积 V /cm 3 塑料球 的密度 ρ/g ?cm —3 100 126.4 图21 ⑵把小烧杯中的水倒入量筒中。测得水的体积为V 1。 ⑶用细铁丝把漂浮的小球压入水中，小球浸没时，溢出的水再次流到小烧杯中。 ⑷再把小烧杯中的水倒入情景⑵的量筒中。测得水的体积为V 2。 ⑴把小球轻轻地 放入盛满水的溢 水杯中，小球漂浮时，溢出的水流到小烧杯中。