Алексей Борисович Анкудинов
119334, Москва, Ленинский пр-т, д. 49;
Alexey B. Ankudinov
49, Leninsky prosp., Moscow, 119334
Михаил Иванович Алымов
119334, Москва, Ленинский пр-т, д. 49
142432, Московская обл., г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, д. 8.
Mikhail I. Alymov
49, Leninsky prosp., Moscow, 119334
8, ul. Akademika Osipyana, Chernogolovka, Moscow oblast’, 142432
Виктор Александрович Зеленский
119334, Москва, Ленинский пр-т, д. 49
Victor A. Zelensky
49, Leninsky prosp., Moscow, 119334
Роман Дмитриевич Капустин
142432, Московская обл., г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, д. 8
Roman D. Kapustin
8, ul. Akademika Osipyana, Chernogolovka, Moscow oblast’, 142432
Александр Евгеньевич Сычев
142432, Московская обл., г. Черноголовка, ул. Академика Осипьяна, д. 8
Alexander E. Sychev
8, ul. Akademika Osipyana, Chernogolovka, Moscow oblast’, 142432
Вадим Сергеевич Шустов
119334, Москва, Ленинский пр-т, д. 49
Vadim S. Shustov
49, Leninsky prosp., Moscow, 119334
С помощью пикнометрических методов исследования пористой структуры твердых тел, основанных на измерении плотности, получают данные о распределении пор по размерам. В работе представлены результаты определения открытой пористости методами взвешивания сухого образца с последующим вакуумированием и насыщением дистиллированной водой при атмосферном давлении, пропитки водой под давлением с применением гидростата и ртутной порометрии. Исследовали образцы пористого никеля, полученные по порошковой технологии спеканием прессовок из смесей нанопорошка никеля с порошком порообразователя — бикарбоната аммония NH4HCO3, объемные доли которых составляли 80 и 20 % соответственно. Использовали порошковый порообразователь с дисперсностями частиц 63 – 125, 140 – 200 и 250 – 315 мкм. Для трех используемых методов определения открытой пористости проведена теоретическая оценка размера пор, доступных для проникновения пропитывающей жидкости. Показано, что при насыщении водой после вакуумирования жидкость может проникать только в поры, размер которых более 3 мкм. Кроме того, в случае пористых структур с большой долей субмикронных пор происходит существенное занижение действительных значений открытой пористости при применении метода насыщения дистиллированной водой после вакуумирования. Занижение тем больше, чем больше доля мелких пор в материале. Разница значений открытой пористости, полученных методами пропитки водой в гидростате и ртутной порометрии, незначительна. Установлено, что из трех рассмотренных методов определения открытой пористости только метод насыщения дистиллированной водой после вакуумирования не может использоваться при анализе структур с субмикронными порами. Полученные результаты могут быть использованы для разработки пористых функциональных материалов и изделий с заданной структурой пористости.
Data on pore size distribution in solids are obtained by pycnometric density-based methods for measuring the pore structure of materials. The results of measuring open porosity by weighing a dry sample followed by evacuation and saturation with distilled water at atmospheric pressure, impregnation with water under pressure using a hydrostat and mercury porosimetry are presented. The samples of porous nickel obtained using powder technology by sintering of the compacts from mixtures of nickel nanopowder with powder ammonium bicarbonate NH4HCO3 (a blowing agent), the volume fractions of which were 80 and 20%, respectively, were studied. A powder blowing agent with a particle size of 63 – 125, 140 – 200, and 250 – 315 μm was used. A theoretical estimation of the pore size available for the penetration of the impregnating liquid was carried out for three methods used for the determination of open porosity. It is shown that upon water saturation after evacuation the liquid can penetrate only into pores larger than 3 μm. Moreover, in porous structures with a large fraction of submicron pores, the actual values of the open porosity are significantly underestimated when using the method of saturation with distilled water after evacuation. The higher the fraction of fine pores in the material, the lower the open porosity value. The difference between the open porosity values determined by methods of water impregnation using a hydrostat and mercury porosimetry was negligible. It has been established that among three considered methods for measuring open porosity, only the method of saturation with distilled water after evacuation cannot be used in analysis of structures with submicron pores. The results obtained can be used to develop porous functional materials and products with a given porosity structure.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.