技術(shù)文章
全自動(dòng)比表面積及孔徑隙度分析儀依托低溫氮?dú)馕锢砦?靜態(tài)容量法開展檢測,其基本原理是將處于真空環(huán)境下的多孔固體樣品置于液氮低溫環(huán)境,向樣品管路內(nèi)定量通入氮?dú)猓獨(dú)夥肿訉⒃诠腆w材料的內(nèi)表面發(fā)生可逆的物理吸附;通過測定不同相對壓力條件下樣品所吸附氮?dú)獾臍怏w體積,繪制出吸附?脫附等溫曲線,再結(jié)合對應(yīng)的理論模型,即可換算得到樣品的 BET 比表面積、孔容積、孔隙度以及孔徑分布等微觀孔隙參數(shù)。這一過程的關(guān)鍵在于理解氣體分子在多孔介質(zhì)表面的吸附平衡規(guī)律,以及真空度、低溫條件的穩(wěn)定性對于吸附量測量精度產(chǎn)生的影響。
氮?dú)馕锢砦竭^程的環(huán)境基礎(chǔ)是高真空與恒溫低溫條件。設(shè)備內(nèi)置的模塊化不銹鋼氣路先對樣品管路進(jìn)行抽真空處理,清除樣品孔隙內(nèi)殘留的水汽、空氣等雜質(zhì)氣體,完成樣品預(yù)處理脫氣工序。隨后將樣品管浸入杜瓦瓶所營造的液氮恒溫環(huán)境當(dāng)中,恒定的低溫環(huán)境保證氮?dú)夥肿涌梢苑€(wěn)定發(fā)生物理吸附,規(guī)避溫度漂移現(xiàn)象帶來的測量誤差。高精度壓力傳感器實(shí)時(shí)采集氣路當(dāng)中的壓力變化信號,系統(tǒng)根據(jù)壓力平衡狀態(tài)判定吸附終點(diǎn),以此計(jì)算該壓力點(diǎn)位下樣品實(shí)際吸附的氮?dú)饪偭俊?/span>
數(shù)據(jù)分析運(yùn)算依靠多種成熟的孔隙理論模型完成。設(shè)備采集完整的等溫吸附?脫附數(shù)據(jù)之后,可調(diào)用 BET、BJH、Langmuir、t?plot、NLDFT 等分析模型,針對微孔、介孔以及部分大孔區(qū)間開展解析計(jì)算,實(shí)現(xiàn)材料微觀孔隙結(jié)構(gòu)的定量表征。獨(dú)立設(shè)置的樣品脫氣站,能夠讓樣品前脫氣處理與正式樣品測試兩項(xiàng)任務(wù)并行開展,提升整套檢測流程的運(yùn)行效率。整套吸附、脫附、數(shù)據(jù)采集工作由控制系統(tǒng)全自動(dòng)執(zhí)行,無需人工值守干預(yù),檢測結(jié)果可應(yīng)用于新材料研發(fā)、來料質(zhì)控、成品性能檢測等科研生產(chǎn)場景。
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