密度(Density)解釋與ASTM-D1505及ISO-1183密度測定介紹

crystal-structure-density工程上對【密度】的定義通常意指單位體積中的重量,也就是質量與體積的比值。

D(密度) = M(質量)/V(體積)

密度其實可以想像成同一間教室內,A班擠了25個學生,而B班則擠了50個學生,所以B班相對A班來說密度多了一倍,而且也較擁擠,假設每個學生的重量都是一致的,那麼B班的總重量就比A班重了一倍。如果B班想要讓每個學生跟A班有一樣的活動空間,那麼B班的教室必須是A班的兩倍大。

所以密度的特性:

密度基本上是以「水」當基準所量測出來的。所以水的密度為1g/cm3,密度比水小的物質,如冰的密度為0.92g/cm3,密度比水小,所以冰會浮在水面之上,但冰的密度則比空氣(0.0013g/cm3)重,所以無法浮在空氣之上。

密度基本上是反映物質本身的一種特性,因此它的數值可能受到外界因素的影響。一般來講,影響物質密度的主要物理量有「壓力」和「溫度」。

氣體的密度受壓力和溫度的影響會比較明顯,通常氣體只會給出標準狀況下或者常溫常壓下的密度,其他狀況下的密度可以通過氣體的狀態方程(例如理想氣體狀態方程或范德瓦爾斯方程)來計算。

液體的密度主要取決於液體的組成成分,通常受溫度的影響比較小。不過如果在壓力很高的情況下也會產生明顯變化。

固體的密度溫度壓力影響而變化的特性類似於液體,且一般比液體更不明顯。

另外,還有其他可能影響物質密度的物理因素,比如磁場電場等會產生力量作用的物理特性。

常見物質的密度

請注意,即使對於同一種物質,因為可能存在多種微觀結構的可能,所以可能會有不同的密度。對於某些混合物,因為採樣的時間、地點不同,造成成分比重不同,也可能會有不同的數值(例如海水、汽油等)。

所以下面的「密度」數據僅供參考:

物質 密度 (g/cm3)
22.59
22.56
21.45
19.30
汞(水銀) 13.58
12.023
11.34
10.49
8.96
7.87
7.31
4.507
鑽石 3.5
地殼 2.8
2.7
1.74
海水 1.025
1.0
0.92
乙醇 0.789
汽油 0.73
二氧化碳 0.00198
空氣 0.0013
氫氣 0.00009

另外,「人口密度」是指一定單位土地面積的平均人口數目,一般使用每平方公里人口數每平方米人口數

人口密度是反映人口分布疏密程度的常用數量指標。它通常被用來計算一個國家、地區、城市或全球的人口分布狀況。台灣的人口密度大約為649.01人/平方公里(2015/12資料),排名全世界前17名(包含地區如澳門、香港),台灣的人口密度低於新加坡及香港,但高過韓國及日本。


塑膠粒密度測定法 – ISO 1183

ISO 1183 密度測定方法

方法

說明

A

浸漬法

樣本在浸漬液體中和外測量。對於塑膠在成品的條件下量測。

B

比重瓶法

比重瓶裝滿浸漬液體並稱其重量。稱量樣品重量並放於比重瓶中。再次用浸漬液體裝滿比重瓶並稱重。

C

傳統方法

測試樣品放置於低密度的浸漬液體中。通過用滴管將一種容易與低密度液體混合的更稠密的液體加入。當樣本中立的浮於溶液中時,測試完成。

D

密度梯度量筒方法

將樣本放置於一個密度梯度量筒中。量筒中的液體密度由下往上增加。樣品的密度通過樣品在量筒中的垂直位置來測定。


塑膠粒密度測定法 – ASTM D1505

在這個方法中, 物質的密度通過密度梯度法來測定。物質被放置於有不同密度的液體量筒中,裡面配有浮球(已知密度的玻璃球)。物質必須浮於兩個浮球之間。根據物質在量筒中的位置和玻璃球的密度,物質的密度就能夠被計算出來。

密度梯度量筒示意圖:
塑膠粒密度測定法 - ASTM D1505

用來計算密度的公式:

密度 = Da + [(h – ha)(Db – Da)/(hb – ha)]

在公式裡面,Da和Db是浮球a和b的密度,h 是物質的垂直位置(從一個任意的資料測量出來),ha和h是浮球a 和b的垂直位置。

通過用密度除以0.9975, 密度便可以轉換為比重。


延伸閱讀:
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Izod Impact Strength (耐衝擊強度)
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電子工業中零件或電路板鍍鎳(Ni)的目的何在?

訪客留言內容(Comments)

您好!! 我有一PA12粉末的特性數據
Density 23 °C (ISO 1183) (DIN EN ISO 1183) 1.016g/cm³
Water absorption (ISO 62 DIN EN ISO 62)
100 °C, immersion 1.9%
Thermal conductivity (Referring to DIN 52612) 0.23 – 0.29W/m ⋅ K
Specific heat (DIN 53765) 2.35J/g ⋅ K
請問 這密度是如何計量? 該如何會算到粉末顆粒?
同樣的 導熱係數 和 比熱 又是如何計量?
萬一特性表沒提到的特性(例如:軟化溫度) 又該如何得出?

Kaoch,
建議你的問題回去問你的供應商。
所有的這些特性都可以送去實驗室量測出來,量測的方法也可以詢問實驗室。


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