4 اصل
یک نمونه آزمون درون سلول انتقال گاز نصب میشود (شکل I را ببینید) تا بهصورت یک سد آببندیشده بین دو محفظه قرار گیرد. محفظه کمفشار تخلیه میشود و پس از آن محفظه پرفشار نیز تخلیه میگردد. گاز به محفظه پرفشار تخلیهشده وارد شده و به محفظه کمفشار نفوذ میکند. نفوذ گاز از نمونه آزمون با افزایش فشار در سمت کمفشار مشخص میشود.
5 نمونه آزمونها
5.1 نمونه آزمونها باید نماینده ماده مورد بررسی باشند، فاقد چروکیدگی، تاخوردگی و سوراخهای سوزنی بوده و ضخامت یکنواختی داشته باشند. اندازه آنها باید از سطح انتقال گاز سلول اندازهگیری بزرگتر باشد و امکان نصب بهصورت کاملاً هوابندیشده را داشته باشند.
5.2 مگر آنکه بهگونهای دیگر مشخص شده یا میان طرفهای ذینفع توافق شده باشد، از سه نمونه آزمون استفاده کنید.
5.3 سمتی از ماده را که در معرض گاز نفوذکننده قرار میگیرد، علامتگذاری کنید.
یادداشت: در اصل، آزمون باید شرایط واقعی استفاده را شبیهسازی کند؛ بهگونهای که گاز از داخل به خارج، برای مثال از ماده بستهبندی، یا برعکس عبور کند.
5.4 ضخامت هر نمونه آزمون را مطابق ISO 4593، با دقت 1 µm، در حداقل پنج نقطه که در سراسر ناحیه آزمون توزیع شدهاند اندازهگیری کرده و مقادیر حداقل، حداکثر و میانگین را ثبت کنید.
6 آمادهسازی و دمای آزمون
6.1 آمادهسازی
نمونه آزمونها را بهمدت حداقل 48 h در همان دمایی که آزمون در آن انجام خواهد شد، با استفاده از کلرید کلسیم یا ماده خشککننده مناسب دیگر، در دسیکاتور خشک کنید. خشککردن معمولاً برای مواد غیررطوبتدوست لازم نیست.
6.2 دمای آزمون
آزمون را در اتاقی با دمای 23 °C ± 2 °C انجام دهید، مگر آنکه بهگونهای دیگر مشخص شده باشد.
7 دستگاه و مواد
7.1 کلیات
شکل 1 نمونهای از دستگاه تعیین نرخ انتقال گاز را نشان میدهد.
دستگاه شامل یک سلول انتقال گاز است که برای عبور گاز از میان نمونه آزمون طراحی شده، یک حسگر فشار برای تشخیص تغییر فشار ناشی از نفوذ گاز از میان نمونه آزمون، یک تغذیهکننده گاز برای تأمین گاز سلول انتقال، یک وسیله کنترل حجم سلول و یک پمپ خلأ است.
7.2 سلول انتقال
سلول انتقال باید از یک محفظه بالایی (پرفشار) و یک محفظه پایینی (کمفشار) تشکیل شده باشد و بهگونهای طراحی شود که سطح انتقال گاز برای هر نمونه آزمون نصبشده در سلول ثابت بماند. محفظه پرفشار باید دارای ورودی گاز باشد و محفظه کمفشار باید به یک حسگر فشار متصل شود. سطوح در تماس با نمونه آزمون باید صاف و مسطح باشند تا نشتی رخ ندهد. قطر سطح انتقال گاز باید 10 mm تا 150 mm باشد.
7.3 حسگر فشار
حسگر باید بتواند تغییر فشار در سمت کمفشار را با حداقل حساسیت 5 Pa (0,038 mmHg) تعیین کند. باید از خلأسنج فاقد جیوه، حسگر الکترونیکی نوع دیافراگمی یا نوع مناسب دیگری استفاده شود.
7.4 تغذیهکننده گاز
تغذیهکننده گاز اساساً مخزنی است که برای ذخیره گاز طراحی شده است. گاز از تغذیهکننده به سمت پرفشار سلول وارد میشود. برای تعیین فشار داخل مخزن، یک مانومتر با حداقل حساسیت
100 Pa (0,75 mmHg) نصب میشود. مخزن باید ظرفیت کافی داشته باشد، بهگونهای که نفوذ گاز از میان نمونه آزمون موجب افت فشار در سمت پرفشار نشود.
7.5 وسیله کنترل حجم سلول
برای افزایش دامنه اندازهگیری نرخ انتقال، حجم محفظه کمفشار را میتوان با استفاده از وسیله کنترل حجم سلول، مانند مخزن اضافی یا آداپتور، تنظیم کرد.
7.6 گاز
ترجیحاً گاز مورد استفاده باید خلوصی مطابق با یک استاندارد بینالمللی مرتبط یا استاندارد مناسب دیگری داشته باشد. استفاده از گازهایی با خلوصهای دیگر باید با توافق طرفهای ذینفع انجام شود.
7.7 پمپ خلأ
باید از پمپ خلأیی استفاده شود که بتواند در محفظه کمفشار خلأیی بهتر از 10 Pa (0,075 mmHg) ایجاد کند.
8 روش اجرا
8.1 یک کاغذ صافی با اندازهای برابر با سطح انتقال گاز در محفظه کمفشار قرار دهید.
یادداشت: کاغذ صافی برای پشتیبانی از فیلم نمونه آزمون استفاده میشود. برای این منظور، استفاده از کاغذ صافیای که معمولاً در آنالیز شیمیایی به کار میرود و ضخامتی حدود 0,2 mm تا 0,3 mm دارد، توصیه میشود.
8.2 لبههای مسطح دو نیمه سلول انتقال را بهصورت نازک و یکنواخت با گریس خلأ پوشش دهید و نمونه آزمون را روی محفظه پایینی نصب کنید، بهگونهای که هیچگونه چروک یا شلشدگی ایجاد نشود.
8.3 یک حلقه آببندی لاستیکی روی نمونه آزمون قرار دهید و سپس قسمت بالایی سلول را نصب کنید. با فشار یکنواخت به سمت پایین فشار دهید تا نمونه آزمون کاملاً در جای خود آببندی شود.
8.4 پمپ خلأ را روشن کنید. ابتدا هوا از سمت کمفشار و پس از آن از سمت پرفشار تخلیه خواهد شد.
8.5 پس از تخلیه کامل هوا، پمپ خلأ را متوقف کرده و شیر مربوطه را ببندید تا خلأ حفظ شود. در این مرحله باید دقت کافی به عمل آید، زیرا زمان لازم برای تخلیه کامل سلول به نفوذپذیری نمونه آزمون بستگی دارد.
8.6 اگر فشار در سمت کمفشار افزایش یافت، مراحل 8.3 تا 8.5 را تکرار کنید تا اطمینان حاصل شود که هوا به سلول نشت نمیکند و هرگونه گاززدایی باقیمانده تکمیل شود.
8.7 گاز را به سمت پرفشار وارد کنید و هنگامی که فشار به حدود یک اتمسفر رسید، جریان گاز را قطع کنید. فشار p را در سمت پرفشار، مطابق مقدار نشاندادهشده توسط مانومتر متصل به تغذیهکننده گاز، ثبت کنید. افزایش فشار در سمت کمفشار، انتقال گاز را تأیید خواهد کرد.
8.8 نمودار فشار در سمت کمفشار را برحسب زمان رسم کنید و این کار را تا رسیدن به تعادل، که با یک خط مستقیم مشخص میشود، ادامه دهید.
8.9 شیب بخش خط مستقیم منحنی انتقال را تعیین کنید (dp/dt، به بند 9 مراجعه کنید). همچنین میتوان از منحنی انتقال ثبتشده بهصورت خودکار استفاده کرد.
9 محاسبه
نرخ انتقال گاز و نفوذپذیری گاز، یا ضریب نفوذپذیری گاز، را از معادلات (I) و (2) محاسبه کنید.
الف) نرخ انتقال گاز
ب) نفوذپذیری گاز، یا ضریب نفوذپذیری گاز
10 نتایج آزمون
میانگین حسابی نتایج بهدستآمده برای تمام نمونه آزمونها را محاسبه کرده و نتیجه را به سه رقم معنادار گرد کنید.
دستگاه آزمون نرخ انتقال گاز مطابق ISO 15105-1 / تکایستگاهه
- تعداد نمونه آزمون: 1
- محدوده دما: دمای اتاق
- ابعاد نمونه آزمون: 50 × 50mm（سلول اندازهگیری: ∅30mm، سطح انتقال: 707mm²）// 90 × 90mm（سلول اندازهگیری: ∅70mm، سطح انتقال: 3848mm²
- محدوده اندازهگیری GTR (هنگام سفارش، نوع A یا B انتخاب میشود): نوع A: 4.5×10-15〜4.5×1012 [mol/(m2・s・Pa)]（0.1 〜100[fm/(Pa・s)]）// نوع B: 4.5×10-14〜4.5×10-11 [mol/(m2・s・Pa)]（1 〜1000[fm/(Pa・s)]）
- گاز آزمون: اکسیژن، نیتروژن، دیاکسید کربن، هوا، هیدروژن (اختیاری) و غیره.
- فشار گاز آزمون: 0 تا 200kPa
- موارد اندازهگیری: نرخ انتقال گاز، ضریب انتقال گاز
- نرمافزار همراه دستگاه ارائه میشود
- محاسبه خودکار GTR
- از حسگرهای فشار اروپایی استفاده میشود
- از شیرهای برقی خودکار استفاده میشود
- پمپ خلأ همراه دستگاه ارائه میشود
- درگاه اتصال به رایانه USB است
- رایانه بهصورت اختیاری ارائه میشود
- از خلأسنج فشار با حساسیت بالا و دقت قرائت 0.25% استفاده میشود
- میز نمونه آزمون از دو اندازه متفاوت نمونه آزمون پشتیبانی میکند
- امکان اندازهگیری انواع مختلف گازها وجود دارد
- نصب آنلاین و آموزش نرمافزار