Как определяется пористость: Что такое Пористость — Техническая Библиотека Neftegaz.RU

4. Определение пористости

Пористость
(общая) П –
степень заполнения материала порами:

П
= Vп
/ Vо,
(1.10)

где
Vп– объем пор в
материале; Vо– объем материала в
естественном состоянии.

Открытая
пористость По
определяется как отношение суммарного
объема пор, насыщающихся водой,
к объему материалаVо,
т.е.

.
(1.11)

Закрытая
пористость Пз:

Пз
= П – По.
(1.12)

Существует два
способа определения общей пористости:
экспериментальный и экспериментально-расчетный.

Экспериментальный
(прямой) способ основан на замещении
порового пространства в материале
сжиженным гелием и тре­бует сложной
аппаратуры для испытаний.

Экспериментально-расчетный
метод определения порис­тости
использует найденные опытным путем
значения истинной плотности материала
ρ и его средней плотности ρов сухом состоянии. ПористостьП
(%)вычисляют по формуле

.
(1.13)

Открытую пористость
Пок (%)определяют
по формуле

Пок=
Во,
(1.14)

где Во– объемное водопоглощение
материала, % (см. п.6).

Закрытую пористость
Пз(%) вычисляют по
формуле (1.12).

Результаты
вычислений пористости материала заносят
в табл. 1.6.

Таблица 1.6. Результаты
вычислений пористости материала

Наименование
материала

Общая
порис-тость образца, %

Открытая
порис-тость образца, %

Закрытая
порис-тость образца, %

5. Определение влажности

Влажность материала
характеризуется тем количеством воды,
которое содержится в порах и адсорбировано
на поверхности образца.

Влажность образца
W(%) вычисляется по
формуле

,
(1.15)

где mв
– масса влажного
образца, г; mс
– масса сухого образца, г.

Влажность бетона
определяют по образцам или пробам,
полученным дроблением образцов после
их испытания на проч­ность. Наибольший
размер кусков после дробления должен
быть не больше 5мм. Путем
квартования отбирают пробу
100г, которую сушат при температуре
(105±5)°С до постоянной
массы. Чтобы установить в процессе
высушивания достижение пробой постоянной
массы, производят взвешивания не менее
чем через 4часа. Массу
считают постоянной, если разница между
повторными взвешиваниями оказалась не
более 0,1 %.
Влажность образца вычисляют по
формуле (1.15).

Результаты опытов
заносят в табл.1.7.

Таблица 1.7. Результаты
определения влажности образца материала

Наименование
материала

Масса
пробы в состоянии естественной
влажности, г

Масса
пробы в сухом состоянии, г

Влажность
образца, %

6.

Определение водопоглощения

Водопоглощение –
это способность материала впитывать и
удерживать в порах воду. Определяют
водопоглощение по массе и объему.

Водопоглощение
по массе Вм(%) вычисляют по формуле

,
(1.16)

где mн
– масса насыщенного водой образца, г;
mс
– масса сухого образца, г.

Водопоглощение
по объему Во
(%) – степень заполнения объема материала
водой, характеризующую в основном его
открытую пористость, ─ вычисляют по
формуле

,
(1.17)

где Vо
– объем образца, см3;
ρв
– плотность воды (1 г/см3).

Зная
водопоглощение по массе Вм
и плотность ρо,
можно рассчитать водопоглощение по
объему

.
(1.18)

Испытание производят
на образцах в виде кубов с реб­ром
100 или 150 мм или
в виде цилиндров, имеющих такие же
диаметр и высоту. Допускается определение
водопоглощения материала на образцах,
имеющих неправильную геометричес­кую
форму и массу не менее 200г. Образцы высушивают до постоянной
массы, а затем помещают в емкость,
наполненную водой с таким расчетом,
чтобы уровень воды в емкости был выше
верхнего уровня уложенных образцов
примерно на50мм. При этом
образцы укладывают на прокладки так,
чтобы высота образца была минимальной.
Температура воды в емкости должна быть
(20±2)°С.

Образцы взвешивают
через каждые 24ч насыщения
водой с погрешностью не более
0,1 г.При каждом
взвешивании образ­цы, вынутые из воды,
предварительно вытирают отжатой влаж­ной
тканью. Массу воды, вытекшую из пор
образца на чашку весов, следует включать
в массу насыщенного образца. Насыщение
водой производят до тех пор, пока
результаты двух последовательных
взвешиваний будут отличаться не более
чем на 0,1 г.
Водопоглощение по массе и объему
вычисляют по формулам (1.16) -(1.18).

Водопоглощение
материала определяют также методом
кипя­чения образцов. При этом образцы
кипятят в сосуде с водой. Объем воды
должен не менее чем в два раза превышать
объем установленных в нем образцов.
После каждых 4ч кипячения
образцы охлаждают в воде до комнатной
температуры, обтира­ют влажной отжатой
тканью и взвешивают. Испытание произво­дят
до тех пор, пока результаты двух
последовательных взве­шиваний будут
отличаться не более чем на
0,1 %.Расчет водопоглощения
ведут по указанным выше формулам.

Результаты опытов
заносят в табл.1.8.

Таблица 1.8. Результаты
определения водопоглощения образца
материала

Наименование
материала

Масса
сухого образца, г

Масса
образца, насыщенного водой, г

Объем
образца, см3

Водопоглощение
образца, %

по
массе

по
объему

Контрольные
вопросы

1.
Что такое истинная плотность материала,
от чего она зависит, как определяется?

2.
Почему для определения истинной плотности
каменный материал измельчают?

3.
Что общего и что разного между истинной
и средней плотностью материала?

4. Что такое средняя
плотность материала, от чего она зависит,
как определяется?

5. Что такое и как
определяется общая, открытая и закрытая
пористость материала?

6.
Какая существует зависимость между
водопоглощением по объему и общей
пористостью материала? Всегда ли эта
зависимость справедлива?

7.
Какое влияние оказывает открытая и
закрытая пористость на морозостойкость
материала?

8. Какое влияние
оказывает открытая и закрытая пористость
на тепло- и звукопроводность материалов?

9. Что такое и как
определяется влажность материала?

10. Что такое
водопоглощение материала, от чего оно
зависит, как определяется?

Лабораторная
работа №2

Определение
механических свойств материалов

Пористость горных пород — ГеоЗнание

Неправильность форм песчаных зерен и частиц карбонатного материала не позволяет обеспечивать их идеальное прилегание друг к другу, следовательно между зерен в горных породах всегда присутствует пустотное пространство, которое в свою очередь заполнено флюидами (жидкостями или газами).

Пористость горных пород является одним из параметров, учитываемых при подсчете запасов нефти, а также при прогнозировании процессов фильтрации в пористых средах.

Визуализация порового пространства на керне

Пористость –
свойство горных пород, определяемое наличием в них пустот (крупных и мелких пор,
каналов, трещин, каверн).

Коэффициент пористости Кп – отношение объема пор образца Vпор к объему самого образца Vобр. В зарубежной литературе для обозначения пористости принято сокращение PHI или Φ.

Теоретически пористость породы может иметь любое
значение (от нуля до единицы), но в реальности, исходя из теоретических
расчётов, пористость большинства осадочных пород не может превышать 47 % (Vшара=4/3πR3)

Общая пористость

Просуммировав объем пустот в породе и зная объем самой
породы можно получить значение общей пористости или же коэффициент общей пористости (выражается в процентах к объему образца или
в долях единицы).

Формула для расчета общей пористости:

Kп=Vпор/Vобр

Важно
понимать, что значение общей пористости не всегда отражает качество коллекторских свойств породы, т.к.
некоторый объем пор может не сообщаться между собой (тупиковые или
изолированные поры).

Открытая пористость или пористость насыщения

При определении
открытой пористости учитываются только объемы связанных и сообщающихся
между собой пор. Получаемое при этом значение пористости будет всегда меньше значения
общей пористости того же образца.

Открытую пористость также называют пористостью насыщения т.к. при ее
расчете учитывается только объем пустот, в который проникает жидкость при заданном
при проведении эксперимента давлении насыщения.

Как правило, в качестве жидкости, насыщающей
поры образца используется керосин (он хорошо проникает в поры и не вызывает
разбухания глинистых частиц).

Формула для расчета открытой пористости:

Kо=Vо. /Vобр

Обозначения:

Ко
– коэффициент открытой пористости

Vо.– объем открытых и взаимосообщающиихся пор

Vобр – объем образца
породы

Эффективная пористость

Эффективная пористость представляет собой объем пор, по которым флюид может извлекаться
при разработке пласта (значения как правило меньше открытой пористости). В значение
эффективной пористости
не входит поровое пространство субкапиллярных пор, так как в них не происходит
движение жидкости. Также при учете эффективной пористости не учитывается объемом
пор, занятых неподвижной пленкой, обволакивающей зерна породы, и объемом
неподвижной жидкости на контактах зерен, где жидкость удерживается
молекулярно-поверхностными силами.

Формула для расчета эффективной пористости:

Kэ=Vэ.пор/Vобр

Обозначения:

Кэ
– коэффициент эффективной пористости

Vэ.пор– объем
пор, обеспечивающий движение флюида

Vобр – объем образца породы

Генетическая классификация пористости

Исходя
из генетической классификации, пористость подразделяется на:

  • Первичную – поры образованы в процессе седиментации осаждаемых отложений
  • Вторичную – пустоты образованы в результате последующих вторичных процессов, таких как растрескивания, дробления, растворения, перекристаллизации и. т.д.

Объем пор зависит от формы и размеров частиц обломочной породы, их уплотненности, отсортированности, количества, качества и типа цемента.

Зачастую при определении пористости на керне также проводят определение проницаемости.

Пористость горных пород (лекция)

Определение пористости — PetroWiki

Определение пористости имеет первостепенное значение, поскольку оно определяет конечный объем породы, которая может содержать углеводороды. Величина и распределение пористости, наряду с проницаемостью и насыщенностью, являются параметрами, определяющими разработку коллектора и планы добычи.

Определение пористости по каротажной каротажной диаграмме – это только часть проблемы, т.к. значения, определенные в одной скважине, необходимо масштабировать на межскважинное пространство. Для правильной экстраполяции команда должна определить среду отложения и типы горных пород, а затем получить доступ к наборам аналоговых данных. Только после этого можно экстраполировать правильные статистические распределения по резервуару. (См. статью о геостатистике).

Содержание

  • 1 Прямое определение
  • 2 Косвенное определение
    • 2.1 Песок
    • 2.2 Неоднородность
    • 2.3 Карбонаты
  • 3 Трещиноватые резервуары
  • 4 Применение различных каротажных приборов для расчета пористости
  • 5 Каталожные номера
  • 6 примечательных статей в OnePetro
  • 7 Внешние ссылки
  • 8 См. также

Прямое определение

Если имеется доступ к неповрежденному целому керну из рассматриваемого резервуара, возможно прямое измерение пористости, если соблюдать осторожность. Некоторые заявляют, что все керны повреждаются в процессе отбора керна, поэтому точная оценка пористости при отборе керна невозможна. Другие не согласны. Рентгеновская компьютерная томография, тонкие срезы и исследование с помощью сканирующего электронного микроскопа могут подтвердить, что контакты зерен не сдвинуты, аутигенные облицовки пор не повреждены, а тяжелые буровые растворы и/или частицы отсутствуют. Таким образом, при удовлетворительном керне пористость можно точно определить несколькими различными методами, указанными в API 9.0039 РП 40 . [1]

Существует ряд ошибок, которых следует избегать. Одна из ловушек заключается в том, что очистка керна от сырой нефти и рассола должна быть тщательной и осторожной. Необходимо удалить все тяжелые фракции нефти (обычно асфальтены), но не повредить аутигенные минералы. Кристаллы NaCl, оставшиеся из рассола на месте при удалении воды, также должны быть удалены, но аутигенные глинистые минералы не должны быть удалены или нарушены. Смола не должна удаляться, если она встречается естественным образом на месте, и облицовка пор NaCl не должна удаляться, если она встречается естественным образом на месте. Гипс, если он присутствует, не должен обезвоживаться при определении пористости, а гидроксильная вода глинистых минералов не должна удаляться и учитываться как часть порового пространства. В процессе очистки не должно образовываться поровое пространство за счет пропускания больших объемов жидкости через горные породы с растворимыми зернами, такие как гипс, ангидрит, известняк или соль.

Еще одна ловушка, которую следует избегать, заключается в том, что некоторые образцы породы оказываются механически слабыми и неплотными, когда их поднимают на поверхность и освобождают от покрывающей нагрузки. Эти образцы породы должны быть возвращены в условия эффективного напряжения на месте, чтобы вернуть образец породы к его значению пористости на месте. Правильные процедуры проведения этих измерений были опубликованы несколькими авторами. [2] [3] Как правило, измерения напряженной пористости требуют больше времени и средств. Если керн подразделяется на типы горных пород, эмпирические корреляции между напряженными и ненапряженными измерениями для данного типа породы можно использовать для экстраполяции на больший набор данных.

Дополнительным подводным камнем является то, что некоторые песчаники содержат волокнистые глинистые минералы, перекрывающие поры. Эти типы глин являются хрупкими и повреждаются большинством обычных методов, используемых для очистки керна перед определением пористости. Когда установлено, что этот тип глины присутствует, вся последующая очистка керна должна выполняться с использованием методов сушки в критической точке. [4] В дополнение к методам, определенным в API RP 40 , методы спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) могут использоваться для определения пористости на небольших образцах керна. Если принять меры к тому, чтобы образец керна был на 100% насыщен водой и/или жидким углеводородом, метод ЯМР дает точное значение пористости. Метод ЯМР для определения пористости также можно использовать в скважине с использованием приборов ЯМР на кабеле с отличными результатами. В статье о регистрации ЯМР приведены примеры.

Косвенное определение

Прямое определение пористости с помощью анализа керна является «золотым стандартом» и используется там, где это возможно, для калибровки всех косвенных измерений. Косвенные методы позволяют использовать ограниченные данные керна для получения дополнительной информации о площадных и вертикальных изменениях пористости, когда отбор керна слишком дорог и/или извлекается только часть керна.

Пески

Patchett and Coalson [5] определили, что каротаж плотности является наиболее точным методом для определения пористости, если известны плотность зерен и плотность флюида. Хотя этот метод является стандартным для эксплуатационных скважин, эти параметры часто неизвестны для разведочных скважин. Плотность зерен может быстро изменяться вдоль ствола скважины по мере изменения литологии. Типы и насыщения флюидов изменяются медленнее, за исключением контактов с флюидами. Таким образом, у нас есть четыре неизвестных: пористость, плотность зерен, насыщенность углеводородами и водонасыщенность, и одно измерение: объемная плотность. Статистический метод будет использоваться для объединения показаний каротажа с поправкой на окружающую среду по плотности, нейтронам, акустике и GR для решения четырех неизвестных. Часто в смесь включают каротаж неглубокого сопротивления, а акустический каротаж опускают. Каждый поставщик каротажных изделий предоставляет ответный продукт, использующий этот тип метода, и большинство крупных нефтяных компаний опубликовали свой собственный метод. [6] Если мы уверены, что находимся ниже уровня свободной воды, и если мы предположим, что нам известно, что порода представляет собой песок с плотностью зерен 2,65 г/см 3 , измеренное значение объемной плотности в журнале плотности можно преобразовать в пористость, как показано в статье о ядерном каротаже.

Неоднородность

Другой упрощенный метод заключается в использовании кроссплота плотности нейтронов, предоставляемого каждым из поставщиков каротажных изделий. Патчетт и Коалсон [5] не обнаружили преимуществ использования кроссплота плотность-нейтрон по сравнению с логарифмом плотности, если использовалась известная и переменная плотность зерен. Новичок часто использует простой метод, не принимая во внимание изменения типа породы, типа флюида или скважинных условий, что приводит к значительной ошибке в определении пористости. Каротаж плотности может быть достаточно точным при регистрации в идеальных или полуидеальных скважинных условиях. Однако в извилистых скважинах, чрезвычайно толстых глинистых корках или необычных утяжелителях в глинистой корке (например, гематите) показания насыпной плотности, видимые на каротажном диаграмме, больше не будут отражать значения на стенке скважины, и эти показания должны быть отброшены, а значение пористости, определяемой другими методами. Калипер скважины и кривые коррекции плотности используются для проверки качества показаний объемной плотности.

Приведенное выше обсуждение песков дает правильный ответ для пористости, но он отражает среднюю пористость по глубине разрешения инструментов (т. е. приблизительно 3 фута). Сложная цифровая обработка может увеличить разрешение примерно до 1 фута. Таким образом, когда резервуар неоднороден в масштабе менее 1 фута, необходимо использовать другие методы для деконволюции полученных средних значений в значения, отражающие истинную пористость отдельных типов пород. Одним из наиболее распространенных неоднородных резервуаров является слоистая песчано-сланцевая толща, в которой слои сланца часто имеют толщину менее 1 дюйма. Одним из опубликованных методов, используемых для определения пористости песчаных слоев, свободных от нерастворенных сланцевых слоев, является метод Томаса-Штибера. [7] В песчано-сланцевом коллекторе, в котором слои сланца имеют пористость ниже, чем слои песка, значение пористости коллектора будет постоянно занижаться, если должным образом не учитывать неразрешенные слои сланца. Кроме того, если используется преобразование пористости в проницаемость, значение проницаемости будет занижено.

Карбонаты

Определение пористости в карбонатах, как правило, несложно, за исключением тех случаев, когда тип породы не имеет крупных каверн (например, размером с кулак или больше) или трещин. Плотностно-нейтронная и нейтронно-акустическая кроссплоты исторически были полезны и точны при калибровке по измерениям на керне. Когда типы горных пород становятся сложными и многочисленными, требуются статистические методы множественного каротажа, которые сопоставляют количество неизвестных с независимыми каротажными измерениями. Каждый поставщик каротажных изделий предоставляет ответный продукт для получения разумного значения пористости, когда все бревна исправлены и проверены на соответствие условиям окружающей среды. Крупные каверны можно обнаружить с помощью каротажа скважинных изображений (см. разделы, посвященные каротажу) и с помощью керна большого диаметра (см. относительную проницаемость и капиллярное давление). При соответствующем отборе проб показания скважины могут быть скорректированы с учетом влияния больших каверн. Инструментам регистрации, которые исследуют большие объемы, при анализе присваивается более высокий вес.

Трещиноватые коллекторы

Система с двойной пористостью, существующая в трещиноватом матричном коллекторе, создает проблему в противоположном направлении, поскольку часто общее значение пористости довольно низкое (от 2 до 3%). Поскольку большинство каротажных каротажей пористости имеют случайную статистическую погрешность от 1 до 2%, погрешность равна измеряемому значению. В этих условиях моделирование резервуара и сопоставление с историей являются наиболее надежным методом определения вместимости и запасов, а пористость становится спорной. Журналы изображений скважины используются для обнаружения трещин и определения вероятных интервалов добычи.

Применение различных каротажных инструментов для расчета пористости

Различные каротажные инструменты могут предоставлять различные типы информации, помогающие в расчете пористости. Наилучший метод может состоять в том, чтобы полагаться на комбинацию подходов, когда информация доступна.

  • Акустический каротаж
  • Каротаж методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР)

Ссылки

  1. ↑ API RP 40, Рекомендуемые методы анализа керна, второе издание. 1998. Вашингтон, округ Колумбия: API.
  2. ↑ Суонсон, Б. Ф. и Томас, Э.К. 1980. Измерение петрофизических свойств рыхлых песчаных кернов. Аналитик журналов (сентябрь – октябрь): 22.
  3. ↑ Вэй, К.К., Морроу, Н.Р., и Брауэр, К.Р. 1986. Влияние жидкости, всестороннего давления и температуры на абсолютную проницаемость низкопроницаемых песчаников. SPE Form Eval 1 (4): 413-423. SPE-13093-PA. http://dx.doi.org/10.2118/13093-PA
  4. ↑ Вавак, Б.Э. и Кэмпбелл, В.Л. 1986. Характеристика глиняной ткани с использованием сушки в критической точке для сохранения текстуры и морфологии глины. Сканирующая электронная микроскопия 4: 1323.
  5. ↑ 5.0 5.1 Патчетт, Дж.Г. и Коулсон, Э.Б. 1982. Определение пористости песчаника: Часть вторая, Эффекты комплексной минералогии и углеводородов. Документ T, представленный на ежегодном собрании Soc. Симпозиума профессиональных аналитиков каротажных диаграмм, Корпус-Кристи, Техас, 6–9 июля.
  6. ↑ Питерс, М. и Виссер, Р. 1991. Сравнение пакетов петрофизической оценки: LOGIC, FLAME, ELAN, OPTIMA и ULTRA. Аналитик журнала 32 (4): 350.
  7. ↑ Томас, Э. К. и Штибер, С. Дж. 1975. Распределение сланца в песчаниках и его влияние на пористость. Документ, представленный в 1975 г. на Annual Soc. симпозиума профессиональных аналитиков каротажных диаграмм, Новый Орлеан, 4–7 июня.

Заслуживающие внимания статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые обязательно должен прочитать читатель, желающий узнать больше

Внешние ссылки

Используйте этот раздел для размещения ссылок на соответствующие материалы на веб-сайтах, отличных от PetroWiki и OnePetro.

См. также

Пористость для расчетов ресурсов в пласте

Идентификация и характеристика жидкости

Определение проницаемости

Определение чистой заработной платы

Определение водонасыщенности

Оценка насыщенности

Тематические исследования по петрофизическому анализу

Петрофизика

PEH: Петрофизика

PEH:Petrophysical_Applications

Как измерить пористость материалов

16 Фев. 2021 | Характеристика | 0 комментариев

Contenido:

На свойства материала может сильно влиять наличие пористости в его внутренней структуре или на поверхности, что в конечном итоге определяет его применение. Один из наиболее показательных примеров можно привести в системах доставки лекарств, где пористость вектора оказывает решающее влияние на его нагрузочную способность, практически полностью определяя его конечное применение. Еще одна область, где пористость играет решающую роль, — это строительство, поскольку пористость материала определяет его стойкость в неблагоприятных условиях. В сегодняшнем блоге мы расскажем вам все секреты пористости и как анализ ит. Не пропусти это!

Что такое пористость материала?

Пористость — объемная доля пор в материале. Эти поры могут располагаться на его поверхности или в его внутренней структуре. Пористость связана как с плотностью материала, так и с характером его соединений и наличием между ними пустот.

Типы пористости

Поры имеют разные свойства. Наиболее важными являются его форма и размер , его местоположение , его связность и связанные с поверхностью химические свойства .

  • Размер : Основным свойством, определяющим пору, является ее размер , то есть ее пространственное измерение. Поэтому из-за простоты анализа размер пор часто является основным инструментом для характеристики пористого материала. Размер пор оказывает большое влияние на свойства пористого материала и, как следствие, на его конечную применимость. Чем больше размер пор, тем более крупные частицы могут проходить через них, повышая реакционную способность материала. Размер пор материала часто называют его распределение пор , а согласно IUPAC (Международный союз теоретической и прикладной химии) его можно классифицировать следующим образом:
      • Микропоры: их размер менее 2 нанометров.
      • Мезопоры: они имеют размер пор от 2 до 50 нанометров.
      • Макропоры: они имеют размер более 50 нанометров.
  • Расположение : поры можно обнаружить на поверхности материала или в его внутренней структуре. Это свойство тесно связано со свойством связность , поскольку существуют пористые материалы, распределение пор которых изолировано, в то время как существуют другие материалы, поры которых соединены с образованием более или менее извилистого каркаса. Связность может быть частичной, так как она возникает только между порами внутренней структуры материала, или полной, когда поры внутренней структуры соединяются с порами поверхности.
  • Химические свойства : подразумевают реакционную способность, которую материал может проявлять в различных условиях окружающей среды. Если распределение пор взаимосвязано, материал может сильно деградировать в неблагоприятных условиях. Однако, если поры изолированы, материалы могут подвергаться точечной деградации или даже не разрушаться.

Влияние пористости материала

Пористость материала имеет решающее значение при оценке его долговечности и устойчивости к неблагоприятным условиям. Распределение пор и их характеристики определяют проницаемость материала , то есть его способность накапливать флюиды, обусловливая тем самым его физико-химические свойства.

Чтобы понять, как пористость может влиять на материал, мы собираемся изучить два конкретных случая, где мы увидим, что пористость может давать преимущества и недостатки нашему материалу.

  • Одним из наиболее типичных случаев, когда пористость способствует положительному фактору применимости материала, является случай систем контролируемого высвобождения лекарств . В этом случае цель разработки систем контролируемого высвобождения лекарственного средства состоит в том, чтобы иметь возможность контролировать высвобождение лекарственного средства с течением времени. Когда вектор доставки является пористым, нагрузочная способность больше, чем у непористого вектора, поскольку пористая внутренняя структура представляет собой доступные отложения для лекарственного средства. Таким образом, в данном случае пористость дает преимущество, заключающееся в увеличении нагрузочной способности вектора, что обеспечивает более продолжительное высвобождение лекарственного средства с течением времени.
  • Совершенно противоположный предыдущему случай, когда пористость проявляется как дефект материала, имеет место в случае металлов. Когда металл имеет поры на своей поверхности и находится в коррозионных условиях, может иметь место поверхностная и внутренняя коррозия металла, приводящая к точечной коррозии или выделению ионов из металла. Во многих случаях металлы, подверженные коррозии в рабочих условиях, защищают слоями благородных металлов, которые служат барьером от неблагоприятных условий окружающей среды. Однако было обнаружено много случаев, когда барьер, который обеспечивает благородный металл, неэффективен. Это связано с тем, что пористость этого защитного барьера позволила проникновению коррозионно-активных веществ и их контакту с металлом, который мы хотим защитить, что привело к его коррозии в виде поверхностных дефектов.

Методы анализа пористости

Как мы видели, параметры, характеризующие пористость материала, связаны с его структурными свойствами. Следовательно, методы анализа, которые позволяют нам оценить пористость материала, — это те, которые позволяют нам изучать его поверхность, распределение слоев в его структуре или проницаемость по отношению к различным элементам. Далее мы увидим наиболее важные методы:

  • Методы микроскопии : они предлагают нам информацию о поверхности материалов с высоким разрешением, будучи в состоянии различать детали поверхности порядка нанометров. Наиболее часто используются:
      • SEM и TEM : оба метода позволяют наблюдать поверхность образца посредством взаимодействия электронного луча. Кроме того, они позволяют проводить анализ состава поверхностей.
      • FIB-SEM: Этот метод очень полезен, поскольку ионный пучок создает точное отверстие на поверхности образца, что позволяет нам наблюдать распределение слоев внутри него с помощью SEM.
      • Конфокальная микроскопия, профилометр и АСМ: эти методы считаются одними из наиболее полезных для анализа пористости, поскольку они позволяют получить информацию о топографии и шероховатости поверхности, что позволяет нам получать профили нанометровых участков поверхности материала.
  • Методы физической адсорбции газа : В образец вводят газ (обычно азот или двуокись углерода) при постоянной температуре, определяя гравиметрическим или объемным методами изотерму адсорбции, то есть количество газа который был способен адсорбировать материал. Анализируя изотерму адсорбции материала, можно определить его площадь поверхности, объем пор и распределение по размерам. В зависимости от используемого газа можно получить информацию о порах разного размера. При использовании азота можно определить поры от 3,5 до 400 нанометров, а использование углекислого газа дает нам информацию о микропористости.
  • Ртутная порометрия: этот метод основан на внедрении ртути в пористую структуру материала посредством приложения изостатического давления. Этот метод основан на уравнении Уошберна. Это уравнение связывает приложенное давление с диаметром поры, в которую вводится ртуть. Ртутная порометрия дает информацию о порах размером от 900 микрон до 4 нанометров в диаметре.
  • Гелиевая пикнометрия . Гелиевая пикнометрия — это метод определения удельного веса или объемной плотности материала путем объемного смещения. В этом методе газообразный гелий расширяется до ячейки известного объема, занятой образцом для анализа внутри этой ячейки, определяя кажущуюся плотность материала. По этой мере мы можем узнать пористость материала.

Параметры анализа пористости

В общем, характеристика пористости обычно происходит в отношении следующих параметров, все они в соответствии с ее структурным характером:

  • Статистическое распределение размера пор . Она обычно дается в среднем значении и называется эффективной порой.
  • Поверхностная плотность пор , то есть количество пор на единицу площади
  • Пористость по объему, , которая относится к доле общего объема материала, занятой порами или пустотами
  • Морфология пор поверхности и профиль шероховатости.
  • Извилистость , в случае материалов со взаимосвязанными порами, где оцениваются морфологические различия между ними.

Примеры пористых материалов

Далее мы покажем вам некоторые материалы с высокой степенью пористости, для которых обычно измеряется это свойство, что не означает, что можно измерить любой материал, если это свойство необходимо для знать:

  • Минералы, горные породы и другие пористые геологические материалы .