ГОСТ Р ИСО 14644-9 — 2013
Приложение А
(справочное)
Характеристики поверхности
А.1 Описание поверхности
Поверхность обычно характеризуется шероховатостью, пористостью, механическими (твердость), а
также физико-химическими свойствами (поверхностный электростатический заряд, поверхностное натяжение).
Все эти свойства следует учитывать при выборе метода контроля для определения класса чистоты поверхности
или при анализе результатов.
А.2 Свойства поверхности
А.2.1 Шероховатость
Шероховатость влияет на многие физические свойства поверхности и ее сложно описать только одним
параметром. Шероховатость рассматривают в двух основных плоскостях: перпендикулярно к поверхности, где
она может быть охарактеризована по высоте, и параллельно поверхности, где она характеризуется
волнистостью. Шероховатость поверхности может быть определена механическими или оптическими методами.
А.2.1.2 Методы контроля
Наиболее часто используемым механическим методом для определения шероховатости является
применение прибора со щупом (ИСО 4287 или ИСО 4288).
К наиболее часто используемым оптическим методам относится применение различных типов
микроскопов (оптических, конфокальных, интерферометрии. Сбез туннельного эффекта, основанных на
конусности срезов).
А.2.2 Пористость
А.2.2.1 Определение и описание
Пористость характеризует объем пустот в твердом теле и является безразмерной величиной в
диапазоне от 0 до 1 (или от 0 % до 100 %).
- Эффективная пористость (открытая пористость) представляет собой отношение доли объема, в
которой может протекать поток жидкости (исключая тупиковые поры или несвязные попости), к общему обьему
вещества.
- Макропористость характеризуется порами с эквивалентным диаметром £ 50 нм. Движение жидкости
через макропоры описывается явлением объемной диффузии.
- Мезопористость характеризуется порами с эквивалентным диаметромот 2 нм до 50 нм.
- Микропористость характеризуется порами с эквивалентным диаметром < 2 нм. Движение в микропорах
описывается явлением активированной диффузии.
А.2.2.2 Методы контроля
Существует несколько методов контроля, позволяющих оценить пористость вещества или смеси
веществ (матрицы материалов).
Объемный/плотностной метод представляет собой быстрый и высокоточный метод (результат,
полученный данным методом, как правило, находится в пределах ± 2 % от реальной пористости материала).
Вначале определяется объем и масса материала. Затем путем деления массы образца материала на его
плотность определяют объем, занимаемый твердым веществом, т. е. без учета объема пор. Таким образом,
объем пор равен разнице между общим объемом образца материала и объемом твердой составляющей
вещества: (объем пор) = (общий объем образца) - (объем твердой составляющей).
Метод насыщения водой несколько сложнее, но он обладает большей точностью. Берется заранее
известный обьем материала и известный объем воды. Далее следует медленно погрузить тестируемый образец
материала в воду и дать ему время для насыщения водой. Процесс насыщения может занять несколько часов,
так как необходимо убедиться, что материал полностью насыщен. Затем следует удалить остатки воды со стенок
образца обратно в сосуд и измерить объем оставшейся в сосуде воды. Объем пор будет равен разнице
между объемами воды до и поспе погружения образца материала. Иначе это можно записать следующим
образом: (объем пор) = (начальный объем воды) - (объем воды, оставшейся после погружения образца
материала).
При использовании метода определения пористости продавливанием ртути необходимо поместить
образец материала в специальное устройство для введения жидкой ртути. Количество ртути определяется как
функция повышения приложенного давления. Чем больше приложенное давление, тем меньше размер пор. в
которые поступает ртуть. Как правило, этот метод применяется для пор с размерами от 0,0035 мкм до 300 мкм. По
соображениям безопасности (в связи с использованием ртути) было разработано нескольхо безртутных
методов продавливания, которые могут рассматриваться в качестве альтернативных.
Азотная адсорбция также применяется в качестве метода определения тонкой пористости материала.
В очень малых порах с размерами < 0.09 мкм азот оседает на их стенках. Количество образовавшегося
конденсата измеряют по объему и массе.
А.2.3 Твердость
Существует множество национальных и международных стандартов по определению твердости
различных материалов. Твердость часто измеряется методом определения проникающей силы алмазного
шарика или наконечника, продавливания материала твердым телом или отскока ударяющего тела.
7