真密度

試験の位置づけ

• 粉粒体物性測定における材料固有の基礎物性を把握するための最も基本的な密度評価試験
• 粉体特性測定の中でも、粒子内部の空隙を含まない実質密度を求める基準物性評価手法
• かさ密度測定（Bulk density）やタップ密度（タッピング密度）測定との比較により空隙率や充填構造を解析するための基準値
• 粒子径分布測定（Particle size distribution）や粒子形状解析と組み合わせた粉粒体構造評価の基礎データ
• 粉粒体の力学特性や圧縮特性、粉体の圧密性評価における理論密度算出の前提条件
• 粉体流動性評価や安息角測定結果の解釈において空隙率算定に用いる基準物性
• 流動化特性（Fluidization properties）や輸送設計における粒子密度条件の設計指標
• ホッパー詰まり評価や粉体流動性試験装置による解析時の質量・体積換算の基礎物性値

試験の目的

• 粉体および粉粒体材料の固有密度を定量的に把握するための基礎物性値の取得
• かさ密度測定およびタップ密度測定との比較による空隙率算出と充填構造評価
• 粉粒体物性測定における理論密度基準の確立および品質管理指標の明確化
• 圧縮特性や圧縮試験における相対密度算定のための基準値取得
• 粉体の圧密性評価や成形体設計における理論充填率算定
• 粉体流動性評価や安息角測定との相関解析による流動挙動理解の高度化
• 流動化特性や空気輸送設計における粒子質量条件の把握
• 凝集性評価や粒子間相互作用解析における質量基準パラメータの整理
• ホッパー詰まりや供給トラブル解析における密度差要因の特定
• 静電気特性を含む粉体挙動解析における質量・体積換算基準の確立

用途

サイクロンの設計、飛散性、配管内風速

概要

2つの密閉した容器でヘリウムガスを使用し、一定条件で試料側の容器を一定に過圧することによって、真密度を非破壊で測定できる。
ただし、活性炭等のガス吸着性が高い試料は測定できない。

原理及び理論

一定の温度条件で、密閉できる2個の既知の容積の容器をバルブで接続し、片側に質量を正確に量った試料を入れ、試料を入れた側の容器に不活性ガスで一定の圧力を加える。
圧力変動が無くなった時点で、バルブを開放し他方の容器と圧力を同じにする。
加圧した圧力とバランスした圧力の差によって容積を計算する。

ここで図中の記号は下記を表す

• V₁：試料室容積[既知]
• V₂：試料容積
• V₃：膨張室容積[既知]
• P₁：試料室加圧圧力[既知]
• P₂：バランス圧力[測定器で検知]
• P₃：膨張室圧力[測定器で検知]
• n₁：試料室内の気体のモル数
• n₂：膨張室内の気体のモル数
• R：気体定数
• T_a：試料室及び膨張室内温度

試料室及び膨張室の容積が既知であるため、バランスした圧力との差圧を検知することによって、試料の容積を計算することができる。