Näennäinen tiheys viittaa materiaalin massan ja sen näennäisen tilavuuden suhteeseen. Näennäinen tilavuus on todellinen tilavuus ja suljettujen huokosten tilavuus. Se viittaa materiaalin ulkoisen voiman vaikutuksesta viemän tilan suhteeseen materiaalin massaan, ja se ilmaistaan yleensä kilogrammoina kuutiometriä kohden (kg/m³). Se voi heijastaa materiaalin huokoisuutta, kovuutta, elastisuutta ja muita ominaisuuksia. Säännöllisen muotoisten materiaalien tilavuus voidaan mitata suoraan; epäsäännöllisen muotoisten materiaalien huokoset voidaan sulkea vahatiivistyksellä, ja tilavuus voidaan mitata sitten salaojituksella. Näennäinen tiheys mitataan yleensä materiaalin luonnollisessa tilassa eli kuivassa tilassa, jota on säilytetty ilmassa pitkään. Vaahtokumi- ja muovieristemateriaaleissa suljettujen solujen kuplien suhde kumi- ja muovikomponentteihin vaihtelee, ja on olemassa tiheysalue, jolla lämmönjohtavuus on pienin.
Suuri huokoisuus voi eristää tehokkaasti, mutta liian pieni tiheys voi helposti johtaa muodonmuutoksiin ja halkeiluun. Samalla puristuslujuus kasvaa tiheyden kasvaessa, mikä varmistaa materiaalin pitkäaikaisen vakauden. Lämmönjohtavuuden osalta mitä pienempi tiheys, sitä alhaisempi lämmönjohtavuus ja sitä parempi lämmöneristys; mutta jos tiheys on liian suuri, sisäinen lämmönsiirto kasvaa ja lämmöneristysvaikutus heikkenee. Siksi lämmöneristysmateriaaleja valittaessa on tarpeen ottaa kokonaisvaltaisesti huomioon niiden näennäinen tiheys sen varmistamiseksi, että eri ominaisuudet ovat tasapainossa erilaisten käyttötilanteiden tarpeiden mukaan.
Irtotiheys viittaa materiaalin itsensä tiheyteen eli kappaleen viemän tilan suhteeseen sen massaan. Lämmöneristysmateriaaleissa se tarkoittaa yleensä sisähuokosten ilman ja todellisen massan suhdetta tilavuusyksikköä kohti, ilmaistuna kilogrammoina kuutiometriä kohti (kg/m³). Kuten näennäistiheys, myös irtotiheys on yksi tärkeimmistä parametreista lämmöneristysmateriaalien suorituskyvyn arvioinnissa, ja se voi yleensä heijastaa materiaalin painoa, vedenimeytymistä, lämmöneristyskykyä ja muita ominaisuuksia.
Siksi, vaikka sekä näennäinen tiheys että irtotiheys heijastavat lämmöneristysmateriaalien tiheyttä ja huokoisuutta, niillä on joitakin ilmeisiä eroja:
1. Eri merkitykset
Lämmöneristemateriaalien näennäistiheys arvioi pääasiassa materiaalin ominaisuuksia, kuten huokoisuutta ja elastisuutta, ja se voi heijastaa ilman ja materiaalin sisällä olevan todellisen massan välistä suhteellista suhdetta.
Irtotiheys viittaa itse eristemateriaalin tiheyteen, eikä se vaikuta sisäisen rakenteen ominaisuuksiin.
2. Erilaiset laskentamenetelmät
Eristemateriaalien näennäistiheys lasketaan yleensä mittaamalla näytteen massa ja tilavuus, kun taas irtotiheys lasketaan mittaamalla tunnetun tilavuuden omaavan materiaalinäytteen paino.
3. Virheitä saattaa olla
Koska eristemateriaalin näennäistiheyden laskenta perustuu puristetun näytteen viemään tilavuuteen, se ei voi hyvin edustaa materiaalin kokonaisrakennetta. Samalla, jos materiaalin sisällä on onteloita tai vieraita aineita, näennäistiheyden laskennassa voi myös olla virheitä. Irtotiheydellä ei ole näitä ongelmia, ja se voi heijastaa tarkasti eristemateriaalin tiheyttä ja painoa.
Mittausmenetelmä
Siirtymämenetelmä: Säännöllisen muotoisten materiaalien tilavuus voidaan mitata suoraan; epäsäännöllisen muotoisten materiaalien huokoset voidaan sulkea vahatiivistysmenetelmällä, ja sitten tilavuus voidaan mitata siirtomenetelmällä.
Pyknometrimenetelmä: Joillekin materiaaleille, kuten hiilimateriaaleille, voidaan käyttää pyknometrimenetelmää, jossa tolueenia tai n-butanolia käytetään mittausstandardiliuoksena, tai kaasuväliainesyrjäytysmenetelmää voidaan käyttää mikrohuokosten täyttämiseen heliumilla, kunnes se ei ole enää juurikaan adsorboitunut.
Sovellusalueet
Näennäistiheydellä on laaja sovellusalue materiaalitieteessä. Esimerkiksi joustavissa vaahtokumi- ja muovieristetuotteissa näennäistiheystestin päätarkoituksena on arvioida tuotteen tiheysominaisuuksia ja varmistaa, että sen lämmöneristys- ja mekaaniset ominaisuudet täyttävät standardit. Lisäksi näennäistiheyttä käytetään myös materiaalien fysikaalisten ominaisuuksien ja materiaalien suorituskyvyn arviointiin tekniikan sovelluksissa.
Jos tiheys kasvaa ja kumi- ja muovikomponentit lisääntyvät, materiaalin lujuus ja märkävuokrakerroin voivat kasvaa, mutta lämmönjohtavuus väistämättä kasvaa ja lämmöneristyskyky heikkenee. Kingflex löytää optimaalisen kokonaistasapainopisteen alemman lämmönjohtavuuden, korkeamman märkävuokrakertoimen, sopivimman näennäistiheyden ja repäisylujuuden keskinäisessä rajoittavassa suhteessa eli optimaalisessa tiheydessä.
Julkaisun aika: 18. tammikuuta 2025
