專利名稱：基于毛細(xì)壓力和粘滯力分級(jí)的柔性孔尺寸測(cè)定裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性毛細(xì)孔徑分布的測(cè)定裝置和方法。
背景技術(shù)：
柔性材料的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)其性能有重大影響。特別是織物的孔結(jié)構(gòu)對(duì)于其濕加工和熱濕舒適性都是至關(guān)重要的。作為兩端開(kāi)口、部分有序的毛細(xì)孔集合體，織物的潤(rùn)濕性通常與其毛細(xì)孔分布密切相關(guān)，因?yàn)闊o(wú)論是濕加工或者服用過(guò)程中，水分、有機(jī)溶劑及汗液的輸運(yùn)都主要是在毛細(xì)孔中進(jìn)行，其中涉及的吸附、擴(kuò)散、滲透、蒸發(fā)等過(guò)程都依賴于毛細(xì)孔的構(gòu)造(形狀、粗糙度、大小、分布等)。鑒于織物結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，長(zhǎng)期以來(lái)測(cè)量織物潤(rùn)濕性的方法大都是在較毛細(xì)孔更大尺度上的度量，主要包括毛細(xì)芯吸法、液滴法、沉降法等，由于沒(méi)能與織物的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)直接關(guān)聯(lián)，制約了深入研究織物潤(rùn)濕行為的本質(zhì)和進(jìn)一步定量化測(cè)定和對(duì)上述各個(gè)過(guò)程的精確控制。申請(qǐng)人前期已經(jīng)申報(bào)了基于質(zhì)量分級(jí)法的沿織物平面的孔徑分布測(cè)試方法的發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?00910194353. 9)，但迄今還沒(méi)見(jiàn)有關(guān)利用液體毛細(xì)壓力和粘滯力進(jìn)行分級(jí)測(cè)定柔性毛細(xì)孔徑分布的報(bào)道。質(zhì)量分級(jí)法由于垂直重力作用的局限，對(duì)微小的孔內(nèi)液體的分級(jí)作用難以顯現(xiàn)，只能測(cè)定十幾微米-毫米量級(jí)的孔徑。 而水平毛細(xì)滲透的驅(qū)動(dòng)力主要取決于粘滯力與毛細(xì)壓力之間的競(jìng)爭(zhēng)，申請(qǐng)人導(dǎo)出的公式和測(cè)試方法可以揭示納米層級(jí)的孔內(nèi)液體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)差別，進(jìn)而可以依據(jù)相關(guān)參數(shù)測(cè)定和計(jì)算納米尺度的孔尺寸和分布。這些數(shù)據(jù)與質(zhì)量分級(jí)法孔徑分布數(shù)據(jù)互補(bǔ)，可涵蓋納米-微米-毫米的尺寸分布數(shù)據(jù)，能夠更全面的反應(yīng)柔性材料的微孔結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用毛細(xì)壓力-粘滯力分級(jí)法對(duì)柔性毛細(xì)孔徑分布的測(cè)量和計(jì)算方法，本發(fā)明可測(cè)定納米尺度沿樣片平面毛細(xì)孔徑的分布，并可通過(guò)調(diào)節(jié)級(jí)分寬度靈活調(diào)控測(cè)試范圍和精度，解決了質(zhì)量分級(jí)法不能測(cè)定納米范圍孔徑分布的不足。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的涉及一種基于毛細(xì)壓力和粘滯力分級(jí)的沿水平方向測(cè)量沿柔性樣片平面毛細(xì)孔尺寸及分布的裝置，包括樣片水平懸掛框架裝置、樣片卷繞裝置、液體槽、計(jì)時(shí)器和統(tǒng)計(jì)級(jí)分小條切割裝置。通過(guò)液體在水平樣片潤(rùn)濕平衡時(shí)，沿垂直于液體前進(jìn)方向樣片潤(rùn)濕部分切割成若干用于統(tǒng)計(jì)處理的級(jí)分小條，測(cè)定其含液量并計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的孔徑分布數(shù)據(jù)和圖表。所述的樣片水平懸掛矩形框架裝置用于懸掛長(zhǎng)方形樣片進(jìn)行水平芯吸，該裝置由兩個(gè)水平條形夾板和多個(gè)連接調(diào)節(jié)桿組成，夾板沿長(zhǎng)度方向從兩側(cè)夾住樣片主體，樣片前端留有小部分未夾持的自由段，調(diào)節(jié)桿可橫向調(diào)節(jié)夾板間距離使樣片達(dá)到合適的張力。所述的樣片卷繞裝置用于夾持樣片浸入液體的自由段并通過(guò)卷繞調(diào)節(jié)其張力。該裝置有一對(duì)垂直并固定于底板的支撐板和一根緊固樣片的旋轉(zhuǎn)軸組成，該軸穿過(guò)兩板，其一端有轉(zhuǎn)柄和自鎖機(jī)構(gòu)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)緊固軸調(diào)節(jié)樣片自由段張力并固定樣片。所述的液體槽用于填充測(cè)試的潤(rùn)濕液體并將卷繞裝置放入槽底，液面要浸沒(méi)卷繞裝置的緊固旋轉(zhuǎn)軸。槽底部裝有多個(gè)調(diào)節(jié)螺絲，用于調(diào)節(jié)高度并保持液面水平。通過(guò)高度調(diào)節(jié)使伸出液槽與夾板相連的自由段樣片保持適當(dāng)緊繃狀態(tài)并與水平方向成1-10度傾角。 樣片張力以自由段浸濕液體后中間部分不產(chǎn)生塌陷下垂為依據(jù)；角度調(diào)節(jié)到盡可能小，以盡量保持接近于水平態(tài)以消除重力影、自由段邊緣不得接觸槽邊緣為原則。所述的級(jí)分小條切割裝置用于同時(shí)準(zhǔn)確平行切割多條級(jí)分小條，盡量消除剪切時(shí)間過(guò)長(zhǎng)由于液體滲透引起的液體含量在樣片各部分產(chǎn)生變化，進(jìn)而消除測(cè)試和計(jì)算誤差；所述的級(jí)分小條切割時(shí)須將切割器上黏附的液體一并計(jì)算在級(jí)分含液量中；本發(fā)明涉及一種基于毛細(xì)壓力和粘滯力分級(jí)的沿水平方向測(cè)量和計(jì)算沿柔性樣片平面毛細(xì)孔尺寸及分布的方法，包括以下步驟步驟一，對(duì)樣片進(jìn)行前處理，除去表面污物；步驟二，實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制溫濕度恒定；步驟三，將長(zhǎng)0. 5-2m,寬0. 05-0. 5m的樣片用條形夾板夾緊，前端留出一定長(zhǎng)度的自由段用于卷繞并置于槽底，用調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)夾板間橫向距離，使樣片適當(dāng)繃緊，以潤(rùn)濕后中間部分不下沉為限度；步驟四，調(diào)節(jié)液體槽高度，使樣片自由段與水平夾角盡可能小，但不能接觸槽邊；步驟五，加入潤(rùn)濕液體，使之淹沒(méi)卷繞架的軸，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄不同時(shí)間液體前沿線距離液面的距離，直至液體不再明顯前進(jìn)，此時(shí)時(shí)間作為代入計(jì)算孔徑分布的公式中的時(shí)間參量；步驟六，用級(jí)分小條切割裝置沿垂直于液體滲透方向同時(shí)將浸濕部分切割成多個(gè)矩形小窄條，小條寬度為Di,從樣片液面線算起，各個(gè)小條的滲透距離H1, H2, H3,…扎依次對(duì)應(yīng)為 D1, D1-D2，Di+D^Da, ...DADJD3+...+!^ ；步驟七，稱出各個(gè)濕小條的濕重，干燥后再分別稱出其干重，用濕重減去干重得到各個(gè)級(jí)分小條的含液量Gi;步驟八，根據(jù)步驟五、六、七得到的數(shù)據(jù)，提出的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理方法，其特征是a.沿滲透方向依次用后方小條減去相鄰前方小條的含液量Gi-Gw得到后方小條所處距離對(duì)應(yīng)半徑(由下面公式計(jì)算得到)孔內(nèi)的含液量，利用申請(qǐng)人導(dǎo)出的公式A = EGiAi1-Gn計(jì)算各個(gè)小條的含液百分比&，即該統(tǒng)計(jì)級(jí)分的頻數(shù)，也即對(duì)應(yīng)半徑^孔的體積百分比；b.發(fā)明人對(duì)計(jì)算公式的推導(dǎo)如下根據(jù)層流流體在毛細(xì)孔中滲透的Washburn方程H2 = Kt(1)式中H-滲透距離，t-滲透時(shí)間，其中K = r γ cos θ /2 η(2)式中r-織物平均孔徑；Y-液一氣的界面張力；
θ -織物與測(cè)試液接觸角；η -測(cè)試液黏度；移項(xiàng)得到K = H2/t(3)代入各參數(shù)，得到孔徑計(jì)算公式r = 2 η H2/tycos θ(4)由式(4)可知，對(duì)于同一觀察時(shí)間t，毛細(xì)孔半徑r越大，液體在其中滲透距離H越遠(yuǎn)，所以，相鄰兩級(jí)分中距離較遠(yuǎn)級(jí)分內(nèi)液體僅存在于較大孔內(nèi)，而較近級(jí)分中液體則既含在較大孔內(nèi)也含在稍小孔內(nèi)，較近級(jí)分的液體減去較遠(yuǎn)級(jí)分的液體就得到較近級(jí)分內(nèi)較小孔內(nèi)的液體量，對(duì)應(yīng)著與其成正比的該孔的體積。由于不同孔徑毛細(xì)孔沿軸向是均勻分布的，所以依次進(jìn)行相鄰級(jí)分含液量差減就可得到各個(gè)級(jí)分所處距離對(duì)應(yīng)尺寸孔的體積和體積百分比。c.當(dāng)滲透接近平衡時(shí)，即液體前沿在觀察時(shí)間段內(nèi)不再變化，將其中最短的時(shí)間定為測(cè)量孔徑分布的時(shí)間tm，迅速同時(shí)切割，將沿樣片軸線液體梯度固定，再將各個(gè)切割級(jí)分小條中心線離液面的距離定為Hi，由(4)式算出對(duì)應(yīng)的各個(gè)滲透距離Hi級(jí)分孔徑a.對(duì)應(yīng)各級(jí)分小條的和A畫出孔徑分布直方圖、曲線圖和累積圖.與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于不需加壓或抽真空本發(fā)明具有保持柔性材料孔結(jié)構(gòu)不失真的特點(diǎn)，還具有測(cè)量尺寸小的特點(diǎn)，可測(cè)定納米尺度毛細(xì)孔徑和分布，裝置簡(jiǎn)單、方法易操作，并與質(zhì)量分級(jí)法互補(bǔ)，可解決長(zhǎng)期困擾柔性材料孔徑分布測(cè)定的難題，即加壓或抽真空使柔性孔變形失真的難題。


圖1是本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)試結(jié)果直方圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)試結(jié)果直方圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)試結(jié)果累積圖。150D X 530D X 564 X 264/72F斜紋錦綸孔徑分布 150D X 530D X 564 X 264/72F斜紋錦綸孔徑分布 150D X 530D X 564 X 264/72F斜紋錦綸孔徑分布
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在本發(fā)明技術(shù)方案前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限於下述的實(shí)施例。本發(fā)明提出一種質(zhì)量分級(jí)法互補(bǔ)的一種柔性毛細(xì)孔徑分布的測(cè)定裝置和方法，主要根據(jù)材料毛細(xì)孔內(nèi)液體毛細(xì)壓力驅(qū)動(dòng)和粘滯力的阻滯作用建立關(guān)系式并提出相應(yīng)裝置和方法。如圖1所示，本實(shí)施例涉及一種基于毛細(xì)壓力和粘滯力分級(jí)的沿水平方向測(cè)量沿柔性樣片平面毛細(xì)孔尺寸及分布的裝置，包括樣片水平懸掛框架裝置、樣片卷繞裝置、液體槽、計(jì)時(shí)器和統(tǒng)計(jì)級(jí)分小條切割裝置。通過(guò)液體在水平樣片潤(rùn)濕平衡時(shí)，沿垂直于液體前進(jìn)方向樣片潤(rùn)濕部分切割成若干級(jí)分小條，測(cè)定其含液量并計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的孔徑分布數(shù)據(jù)和圖表。所述的樣片水平懸掛矩形框架裝置，用于懸掛長(zhǎng)方形樣片進(jìn)行水平芯吸，該裝置由兩個(gè)寬1cm，厚度1. 5cm,長(zhǎng)15cm的6個(gè)水平條形夾板和6個(gè)等間距放置的連接調(diào)節(jié)桿組成，樣片為150DX530DX564X^4/72F斜紋錦綸，寬10cm，長(zhǎng)100cm，夾板沿長(zhǎng)度方向從兩側(cè)夾住90cm長(zhǎng)的樣片主體，前端留有IOcm長(zhǎng)的自由段。六個(gè)調(diào)節(jié)桿固定于兩夾板底部，沿長(zhǎng)度方向從兩端均分距離放置，每個(gè)桿兩端為順?lè)绰菁y絲桿，分別連接對(duì)應(yīng)的兩側(cè)夾板，使夾板保持平行，絲桿可用螺母調(diào)節(jié)夾板橫向距使樣片達(dá)到合適的張力，以潤(rùn)濕時(shí)樣片中間不下沉為準(zhǔn)。所述的樣片卷繞裝置，用于夾持樣片浸入液體的自由段并通過(guò)卷繞調(diào)節(jié)其張力。 該裝置有一對(duì)并列固定于底板的支撐板和一根緊固樣片的旋轉(zhuǎn)軸組成，該軸穿過(guò)兩板，其一端有轉(zhuǎn)柄和自鎖機(jī)構(gòu)用于固定樣片并通過(guò)旋轉(zhuǎn)緊固軸調(diào)節(jié)樣片自由段張力，其大小以潤(rùn)濕后樣片中間部分不下垂為準(zhǔn)。由于卷繞裝置固定于槽底板上，隨著槽升降可調(diào)節(jié)自由段的水平傾角。所述的液體槽，用于填充測(cè)試的潤(rùn)濕液體并將卷繞裝置放入槽底，液面要浸沒(méi)卷繞裝置的緊固旋轉(zhuǎn)軸。槽底部裝有多個(gè)調(diào)節(jié)螺絲，用于調(diào)節(jié)高度并保持液面水平。通過(guò)高度調(diào)節(jié)使伸出液槽與夾板相連的自由段樣片保持適當(dāng)緊繃狀態(tài)并與水平方向成8度傾角。 此時(shí)自由段樣片浸濕液體后中間部分不產(chǎn)生塌陷下垂，自由段邊緣不得接觸槽邊緣；所述的級(jí)分小條切割裝置是一個(gè)組合多頭平行剪，可同時(shí)剪取用于同時(shí)準(zhǔn)確平行切割7條級(jí)分小條，盡量消除剪切時(shí)間過(guò)長(zhǎng)由于液體滲透引起的液體含量在樣片各部分產(chǎn)生變化，進(jìn)而消除測(cè)試和計(jì)算誤差；所述的級(jí)分小條切割裝置配有吸液紙巾，切割時(shí)須將切割器上黏附的液體吸進(jìn)并一并稱重和計(jì)算在級(jí)分含液量中；一種基于毛細(xì)壓力和粘滯力分級(jí)的沿水平方向測(cè)量和計(jì)算沿柔性樣片平面毛細(xì)孔尺寸及分布的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一，對(duì)樣片進(jìn)行前處理，除去表面污物；步驟二，實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制溫濕度恒定；步驟三，將長(zhǎng)0. 5-2m,寬0. 05-0. 5m的樣片用條形夾板夾緊，前端留出一定長(zhǎng)度的自由段用于卷繞并置于槽底，用調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)夾板間橫向距離，使樣片適當(dāng)繃緊，在潤(rùn)濕后中間部分不下沉；步驟四，調(diào)節(jié)液體槽高度，使樣片自由段與水平夾角3-8度，但不能接觸槽邊；步驟五，加入蒸餾水，使之淹沒(méi)卷繞架的軸，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄不同時(shí)間蒸餾水前沿線距離液面的距離，直至液體不再明顯前進(jìn)；步驟六，迅速用級(jí)分小條切割裝置同時(shí)沿垂直于蒸餾水滲透方向?qū)⒔癫糠智懈畛啥鄠€(gè)矩形小窄條，小條寬度為2. 5cm,從樣片液面線算起，各個(gè)小條的滲透距離H1, H2, H3,…Hn 依次對(duì)應(yīng)為 2. 5cm，5. 0cm，7. 5cm，…；步驟七，稱出各個(gè)濕小條的濕重，干燥后再分別稱出其干重，用濕重減去干重得到各個(gè)級(jí)分小條的含液量Gi;步驟八，根據(jù)步驟五、六、七得到的數(shù)據(jù)，提出的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理方法，其特征是
b.沿滲透方向依次用后方小條減去相鄰前方小條的含液量Gi-Gw得到后方小條所處距離對(duì)應(yīng)半徑孔內(nèi)的含液量，利用申請(qǐng)人導(dǎo)出的公式& =Σ GiAG1-Gn)計(jì)算各個(gè)小條的含液百分比&，即該統(tǒng)計(jì)級(jí)分的頻數(shù)，也即對(duì)應(yīng)尺寸孔的體積百分比；c.由Washiburn方程，H2 = Kt可算出平衡時(shí)間t和對(duì)應(yīng)的各個(gè)滲透距離Hi的滲透常數(shù)Ki,也即位于Hi距離級(jí)分小條半徑氏的孔中毛細(xì)液體的滲透速率常數(shù)Ki ；d.依據(jù)導(dǎo)出的公式Ki = Ri γ cos θ/2 11(其中Ri為孔半徑，、為液體表面張力， θ為接觸角，η為液體粘度)計(jì)算得到距離為Hi的各個(gè)級(jí)分小條對(duì)應(yīng)的孔半徑Ri ；d.對(duì)應(yīng)各級(jí)分小條的\和R畫出孔徑分布直方圖、曲線圖和累積圖；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下150DX530DX564X^4/72F斜紋錦綸布樣的平均孔徑范圍為0. 83-75. 62nm。本實(shí)施僅給出了一個(gè)具體應(yīng)用的例子，但對(duì)于從事柔性材料孔結(jié)構(gòu)測(cè)定的專利人員而言，還可根據(jù)以上啟示設(shè)計(jì)出多種方式的變形產(chǎn)品，這仍被認(rèn)為涵蓋于本發(fā)明之中。
權(quán)利要求
1.一種基于毛細(xì)壓力和粘滯力分級(jí)的沿水平方向測(cè)量沿柔性樣片平面毛細(xì)孔尺寸及分布的裝置，包括樣片水平懸掛框架裝置、樣片卷繞裝置、液體槽、計(jì)時(shí)器和統(tǒng)計(jì)級(jí)分小條切割裝置，通過(guò)液體在水平樣片潤(rùn)濕平衡時(shí)，沿垂直于液體前進(jìn)方向樣片潤(rùn)濕部分迅速切割成若干級(jí)分小條，測(cè)定其含液量并通過(guò)相鄰級(jí)分?jǐn)?shù)據(jù)差減和申請(qǐng)人推導(dǎo)出的公式計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的孔徑分布數(shù)據(jù)和圖表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的樣片水平懸掛矩形框架裝置用于懸掛長(zhǎng)方形樣片進(jìn)行水平芯吸，該裝置由兩個(gè)水平條形夾板和多個(gè)連接調(diào)節(jié)桿組成，夾板沿長(zhǎng)度方向從兩側(cè)夾住樣片主體，樣片前端留有小部分未夾持的自由段，調(diào)節(jié)桿可橫向調(diào)節(jié)夾板間距離使樣片達(dá)到合適的張力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的樣片卷繞裝置用于夾持樣片浸入液體的自由段并通過(guò)卷繞調(diào)節(jié)其張力，該裝置有一對(duì)垂直并固定于底板的支撐板和一根緊固樣片的旋轉(zhuǎn)軸組成，該軸穿過(guò)兩板，其一端有轉(zhuǎn)柄和自鎖機(jī)構(gòu)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)緊固軸調(diào)節(jié)樣片自由段張力并固定樣片。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的液體槽。用于填充測(cè)試的潤(rùn)濕液體并將卷繞裝置放入槽底，液面要浸沒(méi)卷繞裝置的緊固旋轉(zhuǎn)軸。槽底部裝有多個(gè)調(diào)節(jié)螺絲，用于調(diào)節(jié)高度并保持液面水平，通過(guò)高度調(diào)節(jié)使伸出液槽與夾板相連的自由段樣片保持適當(dāng)緊繃狀態(tài)并與水平方向成盡可能小的傾角，以自由段樣片浸濕液體后中間部分不產(chǎn)生塌陷下垂為依據(jù)，一般為1-10度，自由段邊緣不得接觸槽邊緣。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的級(jí)分小條切割裝置用于同時(shí)準(zhǔn)確平行切割多條級(jí)分小條，盡量消除剪切時(shí)間過(guò)長(zhǎng)由于液體滲透引起的液體含量在樣片各部分產(chǎn)生變化，進(jìn)而消除測(cè)試和計(jì)算誤差；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的級(jí)分小條切割時(shí)須將切割器上黏附的液體一并計(jì)算在級(jí)分含液量中；
7.一種基于毛細(xì)壓力和粘滯力分級(jí)的沿水平方向測(cè)量和計(jì)算沿柔性樣片平面毛細(xì)孔尺寸及分布的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一，對(duì)樣片進(jìn)行前處理，除去表面污物；步驟二，實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制溫濕度恒定；步驟三，將長(zhǎng)0. 5-2m,寬0. 05-0. 5m的樣片用條形夾板夾緊，前端留出一定長(zhǎng)度的自由段用于卷繞并置于槽底，用調(diào)節(jié)桿調(diào)節(jié)夾板間橫向距離，使樣片適當(dāng)繃緊，在潤(rùn)濕后中間部分不下沉；步驟四，調(diào)節(jié)液體槽高度，使樣片自由段與水平夾角盡可能小，但不能接觸槽邊；步驟五，加入潤(rùn)濕液體，使之淹沒(méi)卷繞架的軸，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄不同時(shí)間液體前沿線距離液面的距離，直至液體不再明顯前進(jìn)；步驟六，迅速用級(jí)分小條切割裝置同時(shí)沿垂直于液體滲透方向?qū)⒔癫糠智懈畛啥鄠€(gè)矩形小窄條，小條寬度為Di,從樣片液面線算起，各個(gè)小條的滲透距離H1, H2, H3,…扎依次對(duì)應(yīng)為 D1, D1-D2，Di+D^Da, ...DADJD3+...+!^ ；步驟七，稱出各個(gè)濕小條的濕重，其中濕重包含切割器上黏附的殘留液體，干燥后再分別稱出其干重，用濕重減去干重得到各個(gè)級(jí)分小條的含液量Gi ；步驟八，根據(jù)步驟五、六、七得到的數(shù)據(jù)和發(fā)明人提出的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理方法，計(jì)算各個(gè)積分小條內(nèi)含液毛細(xì)孔的半徑和體積百分比，其特征是a.沿滲透方向依次用后方小條減去相鄰前方小條的含液量Gi-Gw得到后方小條所處距離對(duì)應(yīng)半徑孔內(nèi)的含液量，利用申請(qǐng)人導(dǎo)出的公式& =Σ GiAG1-Gn)計(jì)算各個(gè)小條的含液百分比&，即該統(tǒng)計(jì)級(jí)分的頻數(shù)，也即對(duì)應(yīng)尺寸孔的體積百分比；b.由Washiburn方程，H2= Kt = (r γ cos θ/2 η) t，從實(shí)驗(yàn)得到的H2_t對(duì)畫圖中找出液體滲透距離H不再隨時(shí)間變化的拐點(diǎn)處平衡時(shí)間tm，代入上式計(jì)算得到對(duì)應(yīng)各個(gè)滲透距離Hi的級(jí)分小條孔內(nèi)液體在tm時(shí)刻的滲透常數(shù)Ki,c.將Ki代入下式T1 = 2 ITHiVtmYcos θ得到處于不同距離氏級(jí)分小條內(nèi)含液毛細(xì)孔的半徑式中、為液體表面張力，θ為接觸角，η為液體粘度；d.對(duì)應(yīng)各級(jí)分小條毛細(xì)孔的Xi和A畫出孔徑分布直方圖，曲線圖和累積圖。
全文摘要
一種基于毛細(xì)壓力和粘滯力分級(jí)的沿水平方向測(cè)量沿柔性樣片平面毛細(xì)孔尺寸及分布的方法和裝置，既避免了加壓或抽真空使柔性材料變形和尺寸失真，又?jǐn)M補(bǔ)了垂直質(zhì)量分級(jí)法難以測(cè)定納米級(jí)孔尺寸的不足。本發(fā)明根據(jù)毛細(xì)壓力和粘滯力平衡原理建立方程，提出液體對(duì)柔性樣片滲透平衡時(shí)進(jìn)行相鄰級(jí)分的含液量差減的方法，依據(jù)自己提出的級(jí)分含液公式和孔徑方程計(jì)算得到對(duì)應(yīng)孔徑數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)了測(cè)試裝置，包括樣片夾持和張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、自由段傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和多頭平行切割裝置，采用了殘液收集計(jì)算方法，提高了測(cè)試精度和重現(xiàn)性。該方法和裝置和操作簡(jiǎn)單，精度高、數(shù)據(jù)重復(fù)性好，具有實(shí)用性，解決了柔性材料納米尺度孔徑分布定量測(cè)定的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01N15/08GK102183446SQ201110054849
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者杜文琴, 狄劍鋒, 齊宏進(jìn) 申請(qǐng)人:五邑大學(xué)