Pycnométrie

FICHE TECHNIQUE

Description générale

Une mesure de densité peut être réalisée à l’aide de différentes techniques, telles que le déplacement d’un liquide, l’intrusion de mercure ou encore le déplacement d’un gaz. Toutes ces techniques consistent à introduire un fluide au sein des pores d’un matériau afin de combler totalement la porosité. De la sorte, il est possible de déterminer le volume réellement occupé par la phase solide. La pycnométrie par déplacement de gaz est toutefois la technique de choix dans la mesure où les molécules gazeuses seront capables de pénétrer les pores les plus fins, permettant ainsi de déterminer la densité vraie/squelette d’un matériau. Cette densité est le rapport entre la masse du matériau et le volume qu’occupe la phase solide, incluant toutefois les pores fermés. Dans cette technique, le volume vrai de matériaux solides est déterminé en combinant le principe d’Archimède de déplacement d’un fluide (gaz dans ce cas) et la technique d’expansion de gaz (loi de Boyle). De plus la pycnométrie en phase gazeuse présente l’avantage d’être non-destructive.

Les mesures peuvent être réalisées sous Hélium ou Azote dans le cas de polymères de basse densité où les molécules d’hélium pourraient diffuser au sein même de la phase solide.

Information-clefs

• Densité vraie/squelette
• Porosité totale
• Composition / présence d’impuretés
• Contrôle qualité

La combinaison de la Porosimétrie par intrusion de mercure (Densité apparente, voir section correspondante) avec la pycnométrie en phase gazeuse permet d’accéder au volume poreux total ou à la fraction de vide d’un matériau.

Domaines d'applications

• Pharmaceutique
• Alimentaire
• Matériaux de construction
• Catalyseurs hétérogènes
• Textiles
• Métallurgie des poudres
• Mélanges de matériaux
• Impression 3D
• Revêtements poudreux ou films
• Matériaux d’isolation
• ...

Reporting

Une mesure consistera à déterminer le volume, et donc la densité, d’un matériau sur un nombre donné de cycles de sorte à ce que les valeurs convergent en respectant une tolérance préétablie (à définir en fonction de la nature et du volume d’échantillon disponible), avec un maximum de 50 cycles. Chaque mesure sera en outre répétée 3 fois.

Un rapport standard comprendra la masse d’échantillon, le volume de phase solide mesuré et la densité calculée.

Informations pratiques

Les mesures peuvent être réalisées sur les poudres, granules, fibres, tissus ou pièces monolithiques.

Les cellules de mesure disponibles ont les volumes suivants : 0.3, 1.8 et 4.5 cm³ (UltraMicropyc) et 4, 20, 40 et 60 cm³ (Pycnomatic ATC).

Les mesures sur de faibles volumes de matériaux seront effectuées sur un appareil Quantachrome UltraMicropyc 1000e, opérant à température contrôlée (bain thermostaté externe à circulation).

Les mesures sur les volumes de matériaux plus importants seront effectuées sur un appareil ThermoScientific Pycnomatic ATC, opérant à température contrôlée (dispositif Peltier interne).

Les mesures conventionnelles sont réalisées sous Hélium à 20°C. Des tests sous Azote ou à d’autres températures peuvent être effectués sur demande.

Tarifs

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