III.1.3. Количество образца
Точно взвешенное количество испытуемого порошка измельчают таким образом, чтобы общая поверхность образца составляла не менее 1 м2, если в качестве адсорбата используется азот и 0,5 м2, если в качестве адсорбата используется криптон.
III.2. ИЗМЕРЕНИЯ
Так как количество адсорбируемого газа при соответствующем давлении имеет тенденцию к увеличению при понижении температуры, измерение адсорбции, как правило, производятся при низкой температуре.
Измерения производятся при температуре 196°С, точке кипения жидкого азота.
III.2.1. Метод 1: метод динамического потока
III.2.1.1. Характеристика метода.
Если
диапазон Р/Ро
колеблется
в пределах от 0,05 до 0,30, требуются как
минимум три смеси соответствующего
газа адсорбата с гелием.
При
методе динамического потока (см. Рисунок
2.9.26.-1) рекомендуемым газом адсорбатом
является сухой азот или криптон; гелий
же используется в качестве газа
разбавителя, который не адсорбируется
при рекомендуемых условиях.
Детектор-интегратор должен обеспечивать сигнал, приблизительно пропорциональный объёму проходящего через него газа при заданных условиях температуры и давления. Для этой цели одним из многих подходящих видов приборов является детектор теплопроводимости с электронным интегратором. Должны определяться минимум три значения в рекомендуемом диапазоне Р/ Ро от 0,05 до 0,30.
III. 2.1.2. Процедура
Определённую смесь газов, как правило, азота и гелия, пропускают через ячейку теплопроводимости, потом через образец и снова через ячейку теплопроводимости, а затем через записывающий потенциометр.
Погружают ячейку с образцом в жидкий азот, образец адсорбирует жидкий азот из подвижной фазы. Изменение теплопроводимости ячейки и импульс регистрируется записывающим прибором.
Изымают образец из охладителя; определяют равный по площади пик десорбции и противоположный ему пик адсорбции. Так как пик десорбции определяется легче, чем пик адсорбции, именно он и используется для расчётов.
Для проведения калибровки вводят достаточное количество воздуха в систему для получения величины пика сходной с пиком десорбции и рассчитывают пропорцию газа, адсорбируемого на единицу пика площади (вместо азота может использоваться воздух, так как они имеют одинаковую теплопроводимость).
Используют смесь азота и гелия для одноточечного метода и несколько таких смесей или предварительно смешанные два потока газа для многоточечного метода.
Расчёты производят так же, как и при методе объёмного анализа.
III.2.2. Метод 2: метод объёмного анализа
III. 2.2.1. Характеристика метода
При методе объёмного анализа (см. Рисунок 2.9.26.-2), рекомендуемым газом адсорбатом является азот, который помещается в разряженное пространство над предварительно дегазированным образцом порошка, чтобы обеспечить определенное давление, Р, газа при соприкосновении с поверхностью образца. Использование газа разбавителя, например, гелия не является обязательным, хотя гелий может применяться для других целей, таких как измерение объёма пустот.
Рисунок 2.9.26.-2. - Схема прибора при использовании метода объёмного
анализа
Так как применяется только чистый газ адсорбат вместо смеси газов, при этом методе удаётся избежать интерферирующих эффектов, возникающих при термальной диффузии.
III. 2.2.2. Процедура
Помещают небольшое количество сухого азота в пробирку с образцом, чтобы предотвратить загрязнение чистой поверхности, убирают пробирку, закрывают пробкой и взвешивают. Вычисляют массу образца. Присоединяют пробирку к прибору для проведения объёмного анализа. Аккуратно извлекают образец при давлении 2,66 Па и менее.
Если принцип действия прибора требует измерения объёма пустот пробирки, например, путём подачи неадсорбированного газа (например, гелия) данная процедура выполняется после извлечения образца при давлении 2,66 Па и менее. Затем измеряется адсорбция азота, как указано ниже.
Поднимают сосуд Дьюара, содержащий жидкий азот при температуре 196°С, до определённой точки испытуемой ячейки. Добавляют необходимое количество азота до обеспечения величины относительного давления Р/Ро 0,10±0,02. Измеряют адсорбированный объём \/а. Повторяют измерение \/а при значениях Р/Ро, 0,20±0,02 и 0,30 ± 0,02.
Проводят не менее трех измерений. Могут производиться дополнительные измерения, особенно в тех редких случаях, когда достигается нелинейность при значении Р/Ро близком к 0,3. Так как нелинейность часто достигается при Р/Ро ниже 0,05, данные значения не рекомендуется принимать в расчёт. Определение линейности, обработка данных и расчёт удельной площади поверхности образца описаны выше.
IV. СТАНДАРТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
Периодически необходимо проверять работу прибора, используя соответствующие эталонные материалы с известной площадью поверхности, которые должны иметь удельную площадь поверхности сходную с площадью поверхности испытуемого образца.