Реферат: Методы определения плотности металлов и сплавов - Refy.ru - Сайт рефератов, докладов, сочинений, дипломных и курсовых работ

Методы определения плотности металлов и сплавов

Рефераты по промышленности и производству » Методы определения плотности металлов и сплавов

Министерство образования Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра физического металловедения и физики твёрдого тела


Реферат

На тему: Методы определения плотности металлов и сплавов


Выполнил: Студент группы ФМ-425

Коновалов И.В.

Проверил: Ильин


Челябинск 2010

Плотностью называют массу единицы объема вещества. Массу определяют путем взвешивания. Напомним, что численное значение плотности, выраженное в г/см3, совпадает с численным значением удельного веса, выраженным в гс/см3. Это позволяет при измерениях массы оперировать результатами взвешивания. Поэтому плотность вещества γ можно выразить как отношение веса в вакууме P0 к его объему V


γ = P0 /V (1)


Используя закон Архимеда, взвешивание в вакууме можно заменить

взвешиванием в воздухе


P0=P1+V γ1 (2)


Здесь P1 – вес образца в воздухе, γ 1– плотность воздуха. Из уравнений

(1) и (2) находим


γ = P1+V γ1 / V = P1 / V + γ1 (3)


Определение объема образца путем вычисления по результатам измерения его размеров обычно не обеспечивает необходимой точности. По-этому объем образца находят косвенным путем, заменяя измерение размеров взвешиванием. Ниже рассмотрены два метода, в которых используется этот прием.


1.1. Определение плотности методом трехкратного взвешивания

Определяют вес образца в воздухе P1, вес пикнометра1 с жидкостью P2 и вес пикнометра с жидкостью и образцом, погруженным в жидкость, P3.

В двух последних случаях уровень жидкости в пикнометре устанавливают по метке на горловине сосуда. Очевидно, что

P3=P1+P2−V(γ2−γ1) . (4)

В этом уравнении γ2 – плотность жидкости, заливаемой в пикнометр, V (γ2−γ1) – вес жидкости, вытесненной образцом. Из последнего уравнения


V= P1+P2- P3 / γ2−γ1 (5)


Подставив найденное значение V в уравнение (3), получим


γ = P1 (γ2−γ1) / P1+P2- P3 (6)


Жидкость, заливаемая в пикнометр, должна хорошо смачивать его стенки и поверхность образа, чтобы не оставалось пузырьков воздуха, которые могли бы уменьшить величины P2 и P3 .


1.2. Метод гидростатического взвешивания

Как и в предыдущем случае, исходным соотношением для определения плотности служит уравнение (3). Для нахождения объема образца его взвешивают в воздухе и в жидкости (P1 и P2 соответственно). Вес образца в вакууме можно выразить через его вес в жидкости аналогично соотношению (2). Используя те же соотношения, что и в разделе 1.1, находим

P0=P2 + γ2V. (7)


Так как правые части уравнений (2) и (7) равны, то


V = P1 - P2 / γ2−γ1 (8)


Подставив найденное значение V в уравнение (3), получим


γ = (P1(γ2−γ1) / P1 - P2) + γ1 (9)


Для взвешивания образца в жидкости его привязывают тонкой проволочкой к чаше аналитических весов и погружают в сосуд с жидкостью. Далее взвешивание производится обычным образом. При этом определяют суммарный вес Р3 образца, находящегося в жидкости, и проволочки, частично погруженной в жидкость. Затем определяют вес ( P4 ) без образца проволочки, опущенной в жидкость на ту же глубину, что и при взвешивании образца. Очевидно, что P2=P3−P4.


1 Пикнометр – прибор для измерения плотности