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发布时间:2026/4/2 8:30:16关注度:212

静态比表面积仪测试的对象往往是超细粉体,而且气室的体积很小,如果不控制抽气速度,超细粉极易被抽进仪器。粉末进入仪器内部之后,不仅仅会影响测试准确性,还会污染管路,使仪器无法正常工作。此外,氮吸附仪等温吸附曲线的测试,需要利用抽气过程对进气压力进行精确控制,这也要求必须对抽速进行控制。
82.超细粉体为什么会被抽飞,如何防止?
超细粉体抽飞的原因有很多,第一,当抽速太大时,容易抽飞,或在抽速突然增大时,容易抽飞;第二,当样品比较潮湿,如果在加热的同时进行抽真空操作,由于加热时水份会迅速蒸发,容易把超细粉带出来;第三,当样品吸附饱和以后,样品管会脱离杜瓦瓶,此时样品吸附的气体被迅速脱附出来,如果同时系统在抽真空,也可能会把超细粉末带出来等等。样品被抽飞是极其有害的,必须采取有效的措施以防止样品被抽飞:1.实验前先将样品在烘箱中充分脱水;2.减小抽速,避免抽速的突然变化;3.先加热,后抽气;4.吸附饱和后,先给仪器充入一定量的气体,后再下降杜瓦瓶,并同时启动抽真空等。此外,需在样品管的出口处加装防抽飞装置,以保护仪器内部管路不被污染。
83.静态仪器中,何谓死体积,如何测得?
静态仪器中,其基本结构如图,红线表示的管路称为外气室,也称歧管,它与压力传感器相通。蓝线表示的管路为样品室,二者之间用阀门1隔开,样品管中装有样品。外气室的体积用Vd表示,样品室的体积用Vc表示。测试过程中,先将Vd与Vc抽空,然后向Vd中投入一定量的吸附质气体,打开阀门,使吸附质由Vd进入Vc,测出样品吸附前后压力的变化,最后用气体状态方程计算出吸附量,在这个计算过程中,Vd和Vc是两个重要的参数,事先要精确测定,因此把外气室Vd和样品室体积Vc称为死体积。

死体积的测试方法之一如下:
在室温下,先对系统抽真空,已知Vc和Vd中的压力为Po,投入气体(最好用氦气)使Vd中压力升至Pd,然后打开阀门1,平衡后的压力为Pcd,根据气体状态方程,我可以得到如下的关系:
Pd·Vd + Po·Vc = Pcd·(Vd+Vc)
其中Vc由样品管体积V(管)和连接管路体积Vx两部分组成,即
Vc= V(管)+Vx
则 [(Pd-Pcd)/(Pcd-Po)]Vd = V(管)+Vx
取两个已知体积的样品管,体积分别为V(大)和V(小),分别进行上述实验,得到如下两组等式
[(Pd-Pcd)/(Pcd-P0)]大Vd = V(大管)+Vx
[(Pd-Pcd)/(Pcd-P0)]小Vd = V(小管)+Vx
Vd = [V(大管)- V(小管)]
÷{[(Pd-Pcd)/(Pcd-P0)]大-[(Pd-Pcd)/(Pcd-P0)]小}
同时解出Vx,Vc便可得到。在实际使用中,主要是精确测定Vd,Vc体积是在自由空间的测定中解决。
84.静态容量法比表面仪可以测真密度吗?
可以。真密度的测定方法也采用气体置换法,其基本结构与静态吸附仪完全相同,如图:

外气室,体积Vd,压力Pd样品池,体积Vc,压力Pc
外气室与样品池之间由电磁阀F连接在不放入样品的条件下,
第一步,将Vd、Vc中的压力降至Po,
第二步,将VC中的压力升至Pc,
第三步,将电磁阀F打开,Vd和Vc中的压力达到某个平衡值Pcd,根据气体状态方程,在温度相同的条件下,PV = 常数,可得:
P0 ·Vd + Pc·Vc = Pcd ·(Vd+Vc)
往样品池中加入粉体样品,样品重量为Wx,体积为Vx,重复上述三步得:
P01 ·Vd + Pc1 ·(Vc-Vx) = Pcd1 ·(Vd+Vc-Vx)
两式中Vd和Vc是已知数,则可解出Vx,
Vx = (Mpo - Mp1) ·Vd其中:
Mpo = (P0 - Pcd) / (Pcd - Pc)
Mp1 = (P01 – Pcd1) / (Pcd1 – Pc1)进而算出密度:
ρ真 = W/Vx = W / [(Mpo-Mp1) ·Vd]
利用静态比表面及孔径分析仪测出等温吸附曲线时,最高压力点需控制在0.997,这时把最大吸附量气体转换成液体体积,转换系数为0.001547,这个体积被认为单位质量样品中500nm以下孔的总孔体积Vk。然后,通过气体置换法,测出样品的真密度,则单位质量样品的体积Vy是1/ρ真,这个体积中不包含孔的体积,则<500nm孔的孔隙率。
ε= Vk / (VK+Vy)
86.为什么要预处理?预处理条件根据什么制定?
用气体吸附法测定比表面和进行孔径分析时,其主要的实验依据是粉体表面的气体吸附量,因此要求在进行测试之前样品的表面必须是完全洁净的。如果表面不够洁净,一部分表面已被一些杂质所占据,那么测定的吸附量就不准确了。一般粉体表面总会吸附一些气体分子,因此需要通过预处理将其去除,预处理也称为脱气处理。预处理一般是一个真空加热的过程,真空度越高越好,最好不高于30Pa,加热时间要足够长,一般来说吧,加热温度较高,加热时间相对较短,反之加热温度较低,加热时间需要越长。加热温度取决于样品的条件,加热过程中不允许引起样品结构的变化或造成样品分解。最佳的预处理条件可以通过失重试验确定,但这样做太麻烦了,一般按经验确定就可以了。
88.电容式薄膜压力传感器的零点如何调节?什么情况下需要调节?
压力传感器的零点准确与否,对于压力较低的区间的压力测定有较大影响,因此对于微孔分析仪来说,必须要注意其零点的校正。一般来说,传感器在出厂前都已校正,但由于各种因素的影响,零点可能会有漂移;传感器使用状态有所不同,零点也可能不一致,例如垂直放置使用或水平放置使用。有些传感器本身带有零点调节旋钮,例如美国西特产品,而瑞士英福康的产品则不带有调节旋钮,而是利用点压法较零。调节零点时要注意,必须要保证传感器处于高真空条件下,也就是说真空度远高于传感器的灵敏度,至少高一个数量级下,并稳定停留不少于15分钟后,才可以进行调零操作。
89.为什么每台仪器要用容积相同的样品管?
在静态氮吸附仪的测试过程中,必须进行冷自由空间参数校正;这个参数与样品的体积有关,对于已经测定过该参数的样品,再次测试同类型样品时是否可以不再测定,而直接取用已测定过的参数呢?这样做可以简化测试过程提高测试效率。然而这样做必须具备两个条件:1、样品室的体积不变,2、样品的体积不变,后者容易实现,那就是称取相同的质量,而第一点,则要求样品管的体积不变。只要满足这两条要求,就可以改变测试的模式,对于已测定过的样品,只要称取的样品质量不变,就可以应用已测定过的参数,直接进行氮吸附实验,这样做大大提高了测试效率。对于精微高博的产品,我们对所有样品管进行分级,把容积相同的样品管编为一组,供同一台仪器使用,就是这个道理。
90.样品管为什么要用石英玻璃做成?
样品管用石英玻璃制作的原因是:1.石英玻璃具有非常好的抗冷热疲劳的特性,受热时不会裂;2.石英玻璃的强度和韧性优于普通玻璃,尺寸精度也较优;3.石英玻璃比一般玻璃的导热系数高,在液氮中样品管内外温度容易一致,即样品所处的温度基本上就是液氮的温度,有利于测试的准确性。

精微高博成立于2004年,总部和研发中心设于北京,生产基地位于天津,在美国、德国设有子公司,是一家深耕全球市场的科学仪器制造企业。公司产品涵盖吸附类仪器、热分析仪器、X射线衍射仪及反应装置等关键领域。
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