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密度计原理
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ASTM C693-8488

Standard Test Method for Density of Glass by Buoyancy

浮力法玻璃密度标准测试方法

范围

1.1  本测试方法适用于利用浮力测定25℃或接近25℃时的玻璃密度。

1.2  本标准可能包括危险物质、操作及设备。本标准无意提及与其使用有关的所有安全问题。使用前,制定适当的安全卫生措施和确定规章限制的适用范围是本标准用户的责任。

引用文件

2.1  ASTM标准

    E12  有关固体、液体及气体的密度和比重的术语定义。

术语

3.1  定义:

3.1.1  固体密度——在特定温度下物质的单位体积质量。单位应规定为g/cm3(见定义E12)。

意义和用途

4.1  作为玻璃基本性能的密度有着基础性的意义。密度在玻璃的物理描述中很有用并可作为研究、开发、工程及生产的基本数据。

仪器

5.1  分析天平,灵敏度为0.1mg

5.2  烧杯,具有适合于天平称量室并使吊篮或丝环试件圈能浸没在蒸馏水中的适当容量(250750cm3)。

5.3  温度计,用于测定空气温度和水温,已校准(20~30℃),灵敏度为0.1℃。

5.4  镍铬铁或铂合金丝,直径小于0.2mm,用于吊挂放有试样、用相同丝线制成的吊蓝或环圈。吊丝应通过除油或在真空装置中加热来进行清洁处理。清理铂合金丝的认可的替代方法是在氧化气体火焰中加热,直到通过丝线周围的气体不再发出任何颜色为止。

5.5  砝码,校正至0.1mg

试剂

6.1  蒸馏水,新鲜的,煮沸后在24小时内使用,使其在烧杯内置于平衡气温下至少稳定2小时。

试样

7.1  应从样本物体上取下或切下含晶粒或其它杂质(注1)最少的重约20g的试样,试件形状最好为没有裂缝或锐刃的有光滑稍圆表面的圆柱形或矩形棒。

    1:对一个密度约2.5g/cm320g的试样来说,2mm直径气体孔隙将产生一个0.05%被测密度的误差。

7.2  试样应进行清洁处理,最好将其浸没在一个盛有热硝酸、铬硫酸,或有机脱脂溶剂的超声波洗槽内,在整个连续操作过程中应使用镊子操纵试样,然后用酒精和蒸馏水冲洗。

程序

8.1  称重前将试件和盛有煮沸蒸馏水的带盖烧杯置于实验室天平附近直到使水冷却至室温为止。

8.2  读出实验室空气温度,精确至0.1℃,和大气压,精确至1mmHg,并根据表1确定该空气密度ρA

8.3  称取玻璃试件在空气中的重量,精确至0.1mg,并用WA表示。

8.4  把浸有温度计的一烧杯水放在天平盘上方支承它的平台上,以便使该盘或天平臂能自由摆动。

8.5  将试件放在吊篮内或环形夹具里,再用一合适吊钩和吊丝把夹具挂在天平臂上。通过提升盛蒸馏水的烧杯将吊篮和试样浸没,直到水面位于吊线上预定的基准位置为止。

    2:——在使用前,应将盛水的烧杯盖住以便将灰尖减至最小量。就在称取吊篮和试样重量之前,吊线附近的水表面可通过真空喷管或真空虹吸技术来清洁。悬式的组件应稍作上下运动,以便浸湿基准位置弯液面上方的吊线,并保证没有气泡粘在玻璃上或夹具上。

8.6  称取蒸馏水中玻璃和夹具的重量,精确至0.1mg并用WT表示。

干燥空气密度g/cm3

温度                                力,      mmHg

        720        730        740        750        760        770

 20     0.001141    0.001157    0.001173   0.001189   0.001205   0.001221

 21     137          153        169        185        201        216

 22     134          149        165        181        197        212

 23     130          145        161        177        193        208

 24     126          142        157        173        189        204

 25     122          138        153        169        185        200

 26     118          134        149        165        181        196

 27     115          130        146        161        177        192

 28     111          126        142        157        173        188

 29     107          123        138        153        169        184

 30     104          119        134        150        165        180

 

抽了空气的水的密度g/cm3

温度               

      0.0    0.1    0.2    0.3    0.4    0.5    0.6    0.7    0.8    0.9

 20   0.99820  818    816    814    812    810    808    806    804    801

 21     799    797    795    793    791    788    786    784    782    779

 22     777    775    773    770    768    766    763    761    759    756

 23     754    752    749    747    744    742    740    737    735    732

 24     730    727    725    722    720    717    715    712    710    707

 25     705    702    700    697    694    692    689    687    684    681

 26     679    676    673    671    668    665    662    660    657    654

 27     652    649    646    643    640    638    635    632    629    626

 28     624    621    618    615    612    609    606    603    600    598

 29     595    592    589    586    583    580    577    574    571    568

 30     565    562    559    556    553    550    547    543    540    537

8.7  从夹具上取下玻璃。在基准位置称取蒸馏水中的无载夹具的重量,精确至0.1mg,并用W表示。

8.8  读出蒸馏水温度,精确至0.1℃,并按表2确定水的密度。用ρW表示水的密度。

计算

9.1  按下式计算水中试样重量,WW

                 WW= WT- W0

9.2  按下式计算平均空气水实验室温度TL时玻璃密度,ρ:

                  ρ=WAрW- WWрA/WA-WW

9.3  按下式计算标准基准温度TS时的玻璃密度,рS

                  ρS=р/1+3α(TS-TL

式中:α是TS时近似瞬时线性热膨胀系数。

    3:对低膨胀玻璃或较小温度差异或两者皆有的情况,不需进行此项校正。

10  报告

10.1  报告下列资料:

10.1.1  按要求列出试样、产品、生产厂、玻璃种类等的标记。

10.1.2  玻璃密度ρ或ρS,以g/cm3表示。

10.1.3  报告玻璃密度时的温度TSTL

10.1.4  试件热曲线。如不知道。也应说明。

10.1.5  空隙体积和杂质体积的估计量。

11  精度和偏差

11.1  精度:

11.1.1  应采取适当措施减少水中未溶解空气和试件和夹具浸没过程中粘着的气泡,这种方法可使玻璃密度的标准偏差在±0.1%范围内。

11.1.2  采取措施减少空气和水的温差,并校正温度等对空气和水密度的影响,这种方法可使玻璃密度标准偏差接近±0.3%

11.2  偏差——三种玻璃密度标准参考物质正由国家标准技术协会制备。当它们提供使用时,通过用这种方法测定这些玻璃的密度便能用实验方法估计偏差。

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技术类别 原理和应用 便携式密度计 在线密度变送器
DS1741 震动式液体密度测试,适合于工业过程密度连续检测,或快速测试 index_H0_H1_H2_T0_1_2, HBD5DS1741 DST1741
DS1760 震动管式气体密度测试,适合于工业过程密度连续检测   gDST1760
DS1720 音速法气体密度测试   gDST1720
DS6330 射线康普顿效应密度测试,也叫核子密度仪。适用于固体物料密度测试。   DST6330
DS1390 差压式密度计,适合于敞开储罐,槽,池液体密度测试   DST1390

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