뽀로시메트리

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Porosimetry는 공극 지름, 총공극 부피, 표면적, 대량 및 절대 밀도 등 물질의 다공성 구조에서 수량화할 수 있는 다양한 측면을 결정하는 데 사용되는 해석 기법이다.

이 기법은 고압의 비침습액(종종 수은)을 포로시미터의 사용을 통해 물질로 침입하는 것을 포함한다. 공극 크기는 액체의 표면 장력의 반대방향 힘에 대해 액체를 공극으로 강제하는 데 필요한 외부 압력에 기초하여 결정할 수 있다.

원통형 모공을 갖는 상기 소재에 대한 Washburn의 방정식으로 알려진 힘 균형 방정식은 다음과 같이 주어진다.^[1]

${\displaystyle P_{L}-P_{G}=-{\frac {4\sigma \cos \theta }{D_{P}}}}}}}}}}}$

${\displaystyle P_{}}$ ${\displaystyle L_{}}$ ${\$ $$= 액체 압력

${\displaystyle P_{}}$ ${\displaystyle G_{}}$ ${\$ $$= 가스 압력

${\displaystyle \sigma }$ ${\displaystyle \sigma}$ $$= 액체의 표면 장력

${\displaystyle \theta }$ ${\displaystyle \theta}$ $$= 침입 액체의 접촉 각도

${\displaystyle D_{}}$ ${\displaystyle P_{}}$ ${\$ $$= 모공 지름

이 기술은 보통 진공 내에서 수행되기 때문에 초기 가스 압력은 0이다. 대부분의 고형물과 수은의 접촉각은 135~142°이므로 큰 오차 없이 평균 140°를 취할 수 있다. 진공 상태에서 20 °C에서 수은의 표면 장력은 480 mN/m이다. 다양한 대체와 함께 방정식은 다음과 같이 된다.

${\displaystyle D_{P}={\frac {1470\ {\text{k}Pa}}{P_{L}\cdot \mu{\text{m}}}}}$

압력이 증가하면 누적된 모공량도 증가한다. 누적된 모공량에서 전체 부피의 50%가 추가된 압력과 모공 직경을 찾아 중앙 모공 직경을 부여할 수 있다.

참고 항목

• BET 이론, 특정 표면의 측정
• 증발포폴로메트리
• 투과성
• 목재의 금속, 모공 구조 침강 및 복제에도 주입

참조