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什么是孔隙率？

孔隙率一般是指多孔材料的總孔體積占其包裹體積（總孔體積+骨架體積）的占比，若考察的對(duì)象是顆粒的集合（如粉體、大顆粒堆積體等），則孔隙率還包含顆粒與顆粒間的空隙體積。孔隙率的測(cè)定在多個(gè)行業(yè)中都有規(guī)定和要求，比如在鋰電行業(yè)，極片的孔隙率就是一個(gè)重要測(cè)定指標(biāo)。

孔隙率測(cè)定方法

Micromeritics 提供了多種測(cè)定孔隙率的方法，以應(yīng)對(duì)不同的測(cè)試場(chǎng)景。

（1） 真密度結(jié)合包裹密度 

適合體積較大的顆粒（如直徑 >500 um）或塊狀材料等。利用 Micromeritics AccuPyc 1350 氣體比重瓶法真密度儀準(zhǔn)確測(cè)定材料骨架密度，并利用 GeoPyc 1365 全自動(dòng)包裹密度分析儀以及專(zhuān)利的包裹顆粒 Dryflo 測(cè)定材料包裹密度。利用骨架和包裹體積就可計(jì)算材料得到孔隙率。若結(jié)合 GeoPyc 1365 全自動(dòng)包裹密度分析儀給出的振實(shí)密度，則可計(jì)算含空隙體積的孔隙率。

圖1. AccuPyc 1350 和 GeoPyc 1365

（2） 壓汞法/物理吸附與真密度結(jié)合 

利用 Micromeritics AutoPore V 高性能全自動(dòng)壓汞儀可以得到材料 3nm 至 1100um 的總孔體積或者顆粒間微米級(jí)至接近毫米級(jí)的空隙體積。利用物理吸附儀可以得到微孔至 500nm 的大孔總孔體積。結(jié)合 AccuPyc 1350 氣體比重瓶法真密度儀測(cè)試得到的骨架密度，即可計(jì)算材料包含空隙率或不包含空隙率的孔隙率。

圖2. 利用壓汞法計(jì)算總孔體積

（3） 壓汞法 

對(duì)于體積較小的顆粒、塊狀或薄膜樣品，可利用壓汞法取代  GeoPyc 1365 全自動(dòng)包裹密度分析儀去填充材料顆粒間空隙，包裹材料顆粒。AutoPore V 高性能全自動(dòng)壓汞儀可以給出材料包裹密度和骨架密度（可測(cè)骨架密度材料范圍少于 AccuPyc 1350），從而計(jì)算材料的包含空隙率或不包含空隙率的孔隙率。使用壓汞法計(jì)算顆粒間空隙體積需要對(duì)材料顆粒間間隙的分布具有一定的了解，若缺少相關(guān)分布的了解，建議使用壓汞法結(jié)合真密度儀進(jìn)行材料孔隙率測(cè)定。

圖3. 壓汞法計(jì)算孔隙率

結(jié)論

針對(duì)不同尺寸、不同孔徑分布、不同表面物理性質(zhì)的材料，Micromeritics 給出了多種測(cè)量孔隙率的方法，其中一些方法也可進(jìn)一步區(qū)分孔隙率和空隙率。此外，利用 AccuPyc 1350 氣體比重瓶法真密度儀也可用以測(cè)量泡沫材料的閉孔率。