冷凍干燥機(jī):土壤樣品凍干與傳統(tǒng)干燥方法區(qū)別
在研究土壤的微結(jié)構(gòu)形貌時(shí), 要求土壤樣品必須干燥。但是土壤干燥容易導(dǎo)致粘性土隨著含水率的減少, 其微結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生變化, 體積縮小。而常規(guī)的干燥方法, 如風(fēng)干法、烘干法、置換法、凍干法。下面上海拓紛廠家來和大家一起討論下,土壤樣品凍干與傳統(tǒng)干燥方法區(qū)別。
第一種是風(fēng)干法:由于在常溫下孔隙中液體表面張力大, 常引起土樣收縮開裂, 土顆粒重新排列, 孔隙狀態(tài)發(fā)生變化。
第二種是烘干法:由于土樣中水分遷移時(shí)分子應(yīng)力分布不均勻而產(chǎn)生裂隙和體積收縮, 在高溫狀態(tài)下還可發(fā)生土顆粒間的物理化學(xué)作用。
第三種是置換法:即用表面張力低的溶液(如乙醇或丙酮) 置換孔隙中的水溶液, 然后再使其自然蒸發(fā)干燥。由于置換過程也會(huì)使土樣發(fā)生一些變形, 再加上置換液本身有一定的表面張力, 因此效果也不佳。
第四種是凍干法:由上,可看出常規(guī)的風(fēng)干法、烘干法、置換法都存在使樣品體積收縮、改變土微結(jié)構(gòu)狀態(tài)的缺陷。土壤凍干是通過冷凍干燥機(jī)設(shè)備在低溫下,使土樣中的液態(tài)水變成非結(jié)晶態(tài)冰, 不產(chǎn)生體積膨脹, 然后在低溫真空條件下讓水分升華排出, 使得土壤樣品干燥。
因?yàn)樗娜N相態(tài)在一定條件下存在平衡關(guān)系, 水的三相點(diǎn)壓力為610.5Pa 、溫度為0.0098 ℃, 在壓力低于三相點(diǎn)壓力時(shí), 固態(tài)的冰可升華為水氣。所以通過凍干方法讓土中的水快速變成不具膨脹性的非結(jié)晶態(tài)冰, 體積不變,然后使樣品保持低溫狀態(tài), 在凍干室與排氣口之間的溫差和真空壓力下使水分不斷升華, 樣品逐漸被干燥。
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