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氧化铝、氧化锆瓷件密度和显气孔率怎么测?GB/T 25995 四步法与瓷种对照

作者:仪特诺 来源:www.etnaln.com 发布时间:


多孔陶瓷密度测不准,多数是测法问题,不是仪器问题。 开口气孔里的空气没排出来,排水体积算小,测得密度偏高。偏高会让欠烧件"看起来合格",这是陶瓷密度检测常见的错误。正确做法按 GB/T 25995《精细陶瓷密度和显气孔率试验方法》:烘干恒重 → 煮沸 3 小时或抽真空饱和 → 称饱和后空中重量 → 称水中重量,体积密度、显气孔率、吸水率一次算出。


为什么没饱和测出来的密度偏高?

多孔陶瓷的开口气孔是通到表面的,水能进,但需要时间。把试样往水里一蘸就称,孔里的空气没有排出,水进不去,阿基米德法测排水体积时把这些孔洞漏掉了,算出的体积偏小、密度偏高。

后果是:欠烧的件测出来"接近理论值",看着合格,实际显气孔率可能已经到 7% 以上。举例:一批 95 氧化铝瓷环,未饱和蘸水测得 3.66,饱和后按标准测得 3.42,差的 0.24 来自没进水的开口气孔。


按 GB/T 25995 四步测

1. 烘干称重:100±5℃ 烘至恒重,记干重 M1。

2. 饱和:煮沸 3 小时或抽真空,让水填满全部开口气孔。

3. 称饱和后空中重量:擦去表面浮水,记 M2。

4. 称水中重量:记 M3。

计算:体积密度 = m1 ÷ (m2−m3) × 水密度;显气孔率 = (m2−m1) ÷ (m2−m3) × 100%;吸水率 = (m2−m1) ÷ m1 × 100%。用带孔隙率测量功能的固体密度仪可以免计算直读这三个数。

花时间的是饱和,不是称重。一批试样从烘干到出数,按标准流程大半天。


常见结构陶瓷密度参考(理论值基准 · 23℃)

材质

密度 g/cm³

判断要点

95 氧化铝瓷

3.60 – 3.72

低于 3.6 多是欠烧或气孔多

99 氧化铝瓷

3.90 – 3.95

烧透的一般在 3.9 以上

氧化锆瓷

6.00 – 6.05

掉到 5.9 以下,查单斜相比例

碳化硅 SiC

3.10 – 3.15

常压烧结;反应烧结约 3.0

氮化硅 Si₃N₄

3.20 – 3.30

气压烧结;反应烧结 2.4 – 2.7

氮化铝 AlN

3.25 – 3.30

理论 3.26;偏低查氧含量

氮化硼 h-BN

1.90 – 2.10

热压件;理论密度 2.27

注意:上表是烧结件的常见档位,实际密度受配方和烧结工艺影响,判断前先确认牌号。


什么仪器能测陶瓷密度和显气孔率

陶瓷件要同时拿到体积密度、显气孔率、吸水率,仪器必须能存三个重量(干重、饱和空中重、水中重)并做换算,只有密度功能的天平不够用。以仪特诺 ET-320M 多功能固体密度测试仪为例:

1、三种多孔材料测法:饱和法、表面覆盖防水法、定体积法,按 GB/T 25995 煮沸或抽真空的流程走饱和法;

2、一次直读三项:体积密度、显气孔率、吸水率,不用记公式、不用另建表格;

3、可显示参数:密度、体积、混合物百分比、孔隙率、含油率、膨胀率;

4、称重 0.005–320 g,密度解析 0.001 g/cm³,密度大于或小于 1 的材料均可测;

5、多功能测量台可自由拆解,能改变台面大小,瓷环、瓷片、异形件、长条瓷管都放得下;水槽 15.3×10.7×9.3 cm;

6、水温可设定补偿,配合 23℃ 试验条件使用;

7、可存 10 组数据,自动算最大值、最小值、平均值;

8、标准 RS-232 接口,可连接打印机或 PC 留档。


常见问题

问:陶瓷密度测出来比理论值低,是没烧透吗?

答:体积密度低于理论密度是正常的,因为表观体积包含开口气孔。判断欠烧看两点:密度是否低于该牌号的常见区间,以及显气孔率是否异常偏高。两个数要一起看。

问:测陶瓷密度一定要煮沸吗?

答:显气孔率较高(0.5%~10%)的件必须饱和,煮沸 3 小时或抽真空。显气孔率低于 0.5% 的致密件不必煮沸,两步直测。

问:气孔率超过 10% 的多孔陶瓷怎么测?

答:GB/T 25995 不适用,应按 GB/T 1966。耐火材料、过滤陶瓷属于这一类。

问:什么仪器能同时测陶瓷密度和显气孔率?

答:采用阿基米德原理、带饱和法测量功能的固体密度仪可以直读体积密度、显气孔率、吸水率,例如仪特诺 ET-320M 多功能固体密度测试仪,块、片、环、球状陶瓷件直接测量。


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