보고서 설명

실험 목적
기공도는 일정부피에서 pore가 차지하는 부분을 나타낸다.
미세한 기공에 액체가 침투하는 모세관 현상을 이용하여 non-wetting 액체는 외부로부터 압력이 가해져야 침투가 일어나며 기공의 크기가 작을수록 높은 압력이 요구된다. 기공의 크기(즉,압력)에 따라 침투되는 수은의 누적부피의 함수로 알 수 있다.

본문일부 및 목차

실험 이론
Washburns equation : this equation describes capillary flow in porous materials.
r= -2ƔcosƟ / P
r은 pore radius, Ɣlv는 표면장력, Ɵ는 contact angle, P는 pressure(psi) => 측정가능값
압력이 낮을 때 입자 사이의 기공(intraparticle interstice)에 침투하게 되므로 기공의 크기는 압력이 증가함에 따라 작아진다. 다공질의 분말로 성형한 시편에서는 이러한 기공들로 인해 침투누적 곡선은 bimodal 곡선이 된다.
밀도는 압력이 최대일 때 즉, 더 이상 수은이 침투하지 않을 때 전체 침투부피를 이용하여 구할 수 있으며, 이때 얻어지는 밀도는 덩어리 밀도와 겉보기 밀도이다. 기공의 크기 변화를 보다 명확하게 알려면 기공의 분율분포(fractional pore size distribution)를 이용한다. 분율분포 함수 ｆ(R) = dV/dR는 누적분포함수로부터 구한다(V는 침투부피). 압력 P와 기공반경 R의 관계를 나타내는 Washbum 식 PR = 2γcosθ를 미분하면
PdR + RdP = 0, dR = -RdP/P
dV/dR = dV/(-RdP/P) = -(P/R)×(dV/dP)
가 되며 이때 dV/dP는 누적분포곡선의 기울기이다.
채택된 기공의 크기에 따른 분류는 2nm이하의 micropore, 2∼50nm의 mesopore,
50nm이상의 macropore이다. 이러한 기공의 크기에 따라 일반적인 분석 방법도 달라지는데 2∼20nm정도를 중심으로 비교적 작은 기공은 물리흡착을 이용하고 10nm∼150㎛ 의 큰 기공은 mercury porosimetry(수은 침투법)를 이용한다.

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