前言

真密度是指干燥的試樣質量與其真體積的比值（真體積是扣除封閉氣孔后的體積）。真密度數值的大小決定于材料組成及純度，直接影響材料的質量、性能及用途。

  傳統的真密度測試方法有液體置換法和煮沸法，液體置換法包括GB/T 5071-1997(2004)《耐火材料真密度測試方法》、GB/T6155-2008《炭素材料真密度和真氣孔率測定方法》和GB/T 23561.2-2009《煤和巖石物理力學性質測定方法 第2部分：煤和巖石真密度測定方法》等，煮沸法包括GB/T 24203-2009《炭素材料真密度、真氣孔率測定方法》和QB/T 1010-1999《陶瓷材料顏料真密度的測定》等。這些方法通常測試時間長、容易出現偏差，且炭素材料真密度測試所用的溶劑為二甲苯，對人體健康危害嚴重，不利于推廣使用。

  現在測試真密度的常用方法為氣體置換法，包括GB/T 5071-2013《耐火材料真密度測試方法》、ASTMD 2638-2002《用氦氣體密度儀測定煅燒石油焦真密度的標準方法》和國際標準ISO/DIS 12154《Determination of density by volumetric displacement - Skeleton density by gas pycnometry》等。該方法是將小分子的氦氣在一定的壓力下通入儀器的樣品倉，吸附在樣品孔隙中的空氣被氦氣置換、填充，樣品倉中的壓力、溫度等參數由高精度的傳感器測定，利用波爾定律可精確測量被測樣品的真實體積，從而測定材料真密度。氦氣置換法與液體置換法相比，測試速度快，且減少了人為因素的影響，測試結果精密度較高。

實驗部分

樣品量的不同可能會對真密度的測試結果產生偏差，本文主要討論不同樣品量對測試結果的影響，從而得到一個合適的取樣量。

測試儀器：JW-M 100A全自動真密度測試儀；

測試樣品：陶瓷材料（氧化鋯）、金屬鐵粉和耐火材料（氫氧化鈣）

測試條件：預處理次數30，實驗次數10。

圖1 氧化鋯在不同取樣量的真密度測試結果

表1 樣品量對氧化鋯真密度的影響

圖1和表1分別表示不同取樣量下氧化鋯的真密度測試結果。結合圖1和表1觀察，隨著樣品量增加，真密度在wt為10%-30%范圍內急劇上升；當樣品量wt≥ 40%時，真密度隨樣品量的增加而增長變緩，后逐步趨于平穩。同時觀察圖1中紅色誤差棒（表示標準差），整體呈現樣品量越大，標準差越小的趨勢。

由表1可以觀察到，當樣品充滿樣品杯時，樣品的測試精度最高，即標準差最小。所以以wt=100%樣品量的真密度為基準，計算不同取樣量下真密度測試結果的重復性，結果詳見表1。整體而言，試樣的樣品量愈大，測試結果的重復性愈高，重復差從3%降至0.05%。建議真密度測試結果的重復精度不高于0. 5%，所以樣品量應不少于60%。