आभासी घनत्व किसी पदार्थ के द्रव्यमान और उसके आभासी आयतन का अनुपात होता है। आभासी आयतन वास्तविक आयतन और बंद छिद्रों के आयतन का योग होता है। यह किसी पदार्थ द्वारा बाहरी बल के प्रभाव में घेरे गए स्थान और पदार्थ के द्रव्यमान का अनुपात होता है, जिसे आमतौर पर किलोग्राम प्रति घन मीटर (kg/m³) में व्यक्त किया जाता है। यह पदार्थ की सरंध्रता, कठोरता, प्रत्यास्थता और अन्य गुणों को दर्शाता है। नियमित आकार वाले पदार्थों के लिए, आयतन को सीधे मापा जा सकता है; अनियमित आकार वाले पदार्थों के लिए, छिद्रों को मोम से सील किया जा सकता है, और फिर जल निकासी द्वारा आयतन को मापा जा सकता है। आभासी घनत्व आमतौर पर पदार्थ की प्राकृतिक अवस्था में मापा जाता है, यानी लंबे समय तक हवा में रखे गए शुष्क अवस्था में। फोमयुक्त रबर और प्लास्टिक इन्सुलेशन पदार्थों के लिए, बंद-कोशिका वाले बुलबुलों और रबर तथा प्लास्टिक घटकों का अनुपात भिन्न होता है, और एक घनत्व सीमा होती है जिसमें सबसे कम तापीय चालकता होती है।
उच्च सरंध्रता प्रभावी इन्सुलेशन प्रदान करती है; लेकिन बहुत कम घनत्व से विरूपण और दरारें आसानी से उत्पन्न हो सकती हैं। साथ ही, घनत्व बढ़ने के साथ संपीडन सामर्थ्य भी बढ़ती है, जिससे सामग्री की दीर्घकालिक स्थिरता सुनिश्चित होती है। तापीय चालकता के संदर्भ में, घनत्व जितना कम होगा, तापीय चालकता उतनी ही कम होगी और तापीय इन्सुलेशन उतना ही बेहतर होगा; लेकिन यदि घनत्व बहुत अधिक हो, तो आंतरिक ऊष्मा स्थानांतरण बढ़ जाता है और तापीय इन्सुलेशन प्रभाव कम हो जाता है। इसलिए, तापीय इन्सुलेशन सामग्री का चयन करते समय, विभिन्न उपयोग परिदृश्यों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विभिन्न गुणों के संतुलन को सुनिश्चित करने हेतु उनके आभासी घनत्व पर व्यापक रूप से विचार करना आवश्यक है।
स्थूल घनत्व किसी पदार्थ का घनत्व होता है, यानी किसी वस्तु द्वारा घेरा गया स्थान और उसका द्रव्यमान। ऊष्मीय इन्सुलेशन पदार्थों में, यह आमतौर पर आंतरिक छिद्रों में मौजूद हवा और प्रति इकाई आयतन में वास्तविक द्रव्यमान के अनुपात को दर्शाता है, जिसे किलोग्राम प्रति घन मीटर (kg/m³) में व्यक्त किया जाता है। आभासी घनत्व की तरह, स्थूल घनत्व भी ऊष्मीय इन्सुलेशन पदार्थों के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने वाले महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक है, जो आमतौर पर पदार्थ के भार, जल अवशोषण, ऊष्मीय इन्सुलेशन और अन्य विशेषताओं को दर्शाता है।
इसलिए, हालांकि आभासी घनत्व और थोक घनत्व दोनों ही तापीय इन्सुलेशन सामग्री के घनत्व और सरंध्रता को दर्शाते हैं, फिर भी उनमें कुछ स्पष्ट अंतर हैं:
1. विभिन्न अर्थ
ऊष्मीय इन्सुलेशन सामग्रियों का आभासी घनत्व मुख्य रूप से सामग्री के गुणों जैसे कि सरंध्रता और लोच का मूल्यांकन करता है, और यह सामग्री के अंदर हवा और वास्तविक द्रव्यमान के बीच आनुपातिक संबंध को दर्शा सकता है।
थोक घनत्व से तात्पर्य इन्सुलेशन सामग्री के घनत्व से है, और इसमें आंतरिक संरचना के किसी भी गुण का कोई लेना-देना नहीं होता है।
2. विभिन्न गणना विधियाँ
इन्सुलेशन सामग्री का आभासी घनत्व आमतौर पर नमूने के द्रव्यमान और आयतन को मापकर गणना किया जाता है, जबकि थोक घनत्व ज्ञात आयतन वाले पदार्थ के नमूने के वजन को मापकर गणना किया जाता है।
3. इसमें त्रुटियां हो सकती हैं
इन्सुलेशन सामग्री के आभासी घनत्व की गणना संपीड़ित नमूने द्वारा घेरे गए आयतन पर आधारित होने के कारण, यह सामग्री की समग्र संरचना को सटीक रूप से नहीं दर्शा सकती। साथ ही, सामग्री के भीतर रिक्त स्थान या बाहरी पदार्थ होने पर, आभासी घनत्व की गणना में त्रुटियाँ हो सकती हैं। थोक घनत्व में ये समस्याएँ नहीं होतीं और यह इन्सुलेशन सामग्री के घनत्व और भार को सटीक रूप से दर्शा सकता है।
मापन विधि
विस्थापन विधि: नियमित आकार वाली सामग्रियों के लिए, आयतन को सीधे मापा जा सकता है; अनियमित आकार वाली सामग्रियों के लिए, छिद्रों को मोम सीलिंग विधि से सील किया जा सकता है, और फिर विस्थापन विधि से आयतन को मापा जा सकता है।
पिक्नोमीटर विधि: कुछ सामग्रियों, जैसे कार्बन सामग्रियों के लिए, पिक्नोमीटर विधि का उपयोग किया जा सकता है, जिसमें माप के लिए मानक विलयन के रूप में टोल्यून या एन-ब्यूटेनॉल का उपयोग किया जाता है, या गैस माध्यम विस्थापन विधि का उपयोग करके सूक्ष्म छिद्रों को हीलियम से तब तक भरा जा सकता है जब तक कि यह लगभग अवशोषित न हो जाए।
अनुप्रयोग क्षेत्र
पदार्थ विज्ञान में आभासी घनत्व के कई अनुप्रयोग हैं। उदाहरण के लिए, लचीले फोम रबर और प्लास्टिक इन्सुलेशन उत्पादों में, आभासी घनत्व परीक्षण का मुख्य उद्देश्य इसके घनत्व प्रदर्शन का मूल्यांकन करना और यह सुनिश्चित करना है कि इसके तापीय इन्सुलेशन और यांत्रिक गुण मानकों के अनुरूप हों। इसके अतिरिक्त, आभासी घनत्व का उपयोग पदार्थों के भौतिक गुणों और इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में पदार्थों के प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए भी किया जाता है।
यदि घनत्व बढ़ता है और रबर और प्लास्टिक के घटक बढ़ते हैं, तो सामग्री की मजबूती और तन्यता प्रतिरोध (वेट रेंट फैक्टर) में वृद्धि हो सकती है, लेकिन तापीय चालकता अनिवार्य रूप से बढ़ जाएगी और तापीय इन्सुलेशन प्रदर्शन खराब हो जाएगा। किंगफ्लेक्स न्यूनतम तापीय चालकता, उच्च तन्यता प्रतिरोध, सबसे उपयुक्त आभासी घनत्व और तन्यता प्रतिरोध के बीच परस्पर प्रतिबंधित संबंध में एक इष्टतम संतुलन बिंदु पाता है, अर्थात् इष्टतम घनत्व।
पोस्ट करने का समय: 18 जनवरी 2025
