3 Определение средней плотности материалов

Приборы, приспособления и материалы. Настольные весы; технические весы с приспособлением для гидростатического взвешивания; штангенциркуль; металлическая мерная линейка; сушильный шкаф; эксикатор; сосуд для насыщения образцов водой или для парафинирования образцов; мерные цилиндры; металлическая щетка.

3.1 Определение средней плотности образцов правильной геометрической формы

Определение средней плотности материала на образцах правильной геометрической формы производить следующим об­разом.

Измерить длину, ширину (или диаметр) и высоту из­делия или образца при помощи штангенциркуля, как показано на рисунке 3, и вычислить его объем.

Объем образца цилиндрической форму вычисляют по формуле

(6)

Среднюю плотность материала вычислить по форму­ле (2) как среднее арифметическое пяти определений.

а) б)

Рисунок 3 – Схема измерения объема образца

3.2 Определение средней плотности образцов неправильной геометрической формы

При определении средней плотности материала на об­разцах неправильной формы наиболее сложно опреде­лить их объем. Объем образцов неправильной формы определяют при помощи объемомера или метода гидростатического взвешивания.

3.2.1 Определение объема материала методом гидростатического

взвешивания

Образец, высушенный до абсолютно сухого состояния, взвесить, а затем покрыть его расплавленным парафином. Подготовленный образец взвесить сначала на технических, а затем на гидростатических весах (рисунок 4).

Рисунок 4 - Взвешивание образца на гидростатических весах

Среднюю плотность образца в кг/м³ вычислить по формуле

1000, (7)

где m - масса образца, высушенного до абсолютно сухого состояния, г;

m₁ - масса парафинированного образца на возду­хе, г;

m₂ - масса парафинированного образца в воде, г;

- плотность парафина, равная 0,93 г/см³.

Образцы из плотных и мелкопористых материалов вместо покрытия пленкой парафина могут быть насыще­ны водой.

Насыщение образцов водой производится путем ки­пячения их в воде в течение 2 ч и охлаждения в той же воде до комнатной температуры или погружением образ­цов в воду и выдерживания в ней в течение 24 ч при комнатной температуре. После этого образцы вынуть из воды, обтереть и взвесить сначала на технических, а затем на гидростатических весах.

В этом случае среднюю плотность образца в кг/м³ вычислить по формуле

, (8)

где m - масса образца, высушенного до абсолютно сухого состояния, г;

m₃ - масса образца, насыщенного водой, на воз­духе, г;

m₄ - масса образца, насыщенного водой, в воде, г.

3.2.2 Определение объема материала с помощью объемомера

При определении объема образца с помощью объемо­мера (рисунок 5) последний предварительно заполняют водой комнатной температу­ры до уровня слива. Парафинированный образец на нитке опускают в объемомер, а вытесненная жидкость стекает в мерный цилиндр.

После прекращения падения капель определить массу (объем) воды, вытесненной образцом. Масса вытесненной воды в граммах соответствует объему образца в см³.

Среднюю плотность образца в кг/м³, покрытого пленкой парафина, вычислить по фор­муле

, (9)

где m - масса образца, высушенного до абсолютно сухого состояния, г;

- масса парафинированного образца, г;

-масса воды, вытесненной образцом (соответ­ствует объему парафинированного образца в cм³ ), г;

- плотность парафина, равная 0,93г/см³.

1 – объемомер, 2 – образец, 3 – мерный цилиндр, 4 − стакан

Рисунок 5 - Объемомер

Среднюю плотность образца, насыщенного водой, вычислить по формуле

, (10)

где т - масса образца, высушенного до абсолютно сухого состояния, г;

т₂ - масса воды, вытесненной образцом (соответ­ствует объему образца в см³), г.