ПО́РИСТОСТЬ

ПО́РИСТОСТЬ, на­ли­чие в струк­ту­ре твёр­до­го ма­те­риа­ла от­кры­тых (со­об­щаю­щих­ся) или за­кры­тых (изо­ли­ро­ван­ных) по­лос­тей – пор. Ко­ли­че­ст­вен­но ха­рак­те­ри­зу­ет­ся до­лей объ­ё­ма пор в об­щем объ­ё­ме твёр­до­го те­ла. П. – од­но из осн. свойств ка­та­ли­за­то­ров, сор­бен­тов, те­п­ло- или зву­ко­изо­ли­рую­щих, строи­тель­ных и не­ко­то­рых др. ма­те­риа­лов.

Вы­де­ля­ют: ре­гу­ляр­ные по­рис­тые струк­ту­ры с пра­виль­но че­ре­дую­щи­ми­ся в объ­ё­ме те­ла эле­мен­та­ми в ви­де отд. пор и со­еди­няю­щих их ка­на­лов, а так­же свя­зан­ных ме­ж­ду со­бой ан­самб­лей пор из ко­неч­но­го чис­ла эле­мен­тов; струк­ту­ры сто­хас­тич. ти­па, в ко­то­рых раз­ме­ры пор или их ан­самб­лей, вза­им­ное рас­по­ло­же­ние и со­еди­не­ние пор слу­чай­ны. Боль­шин­ст­во ре­аль­ных по­рис­тых ма­те­риа­лов от­но­сят­ся к по­след­не­му ти­пу по­рис­тых тел. Для не­ре­гу­ляр­ной сто­хас­тич. струк­ту­ры ха­рак­те­рен на­бор пор, от­ли­чаю­щих­ся, кро­ме раз­ме­ров, так­же фор­мой, ори­ен­та­ци­ей и ло­ка­ли­за­ци­ей в про­стран­ст­ве, ти­пом связ­но­сти друг с дру­гом.

По раз­ме­рам по­ры под­раз­де­ля­ют на суб­мик­ро­по­ры (ср. эф­фек­тив­ный ра­ди­ус r_эф<0,2 нм), мик­ро­по­ры (0,2<r_эф<<1,0 нм), ме­зо­по­ры (1,0<r_эф<25 нм) и мак­ро­по­ры (r_эф>25 нм). Суб­мик­ро-, мик­ро- и ме­зо­по­ры при­су­щи сор­бен­там и ка­та­ли­за­то­рам, мак­ро­по­ры – кон­ст­рукц. и стро­ит. ма­те­риа­лам.

П. при­во­дит к умень­ше­нию плот­но­сти, проч­но­сти, те­п­ло- и элек­тро­про­вод­но­сти, уп­ру­го­сти ма­те­риа­лов. На­ли­чие от­кры­тых пор обу­слов­ли­ва­ет во­до- и га­зо­про­ни­цае­мость ма­те­риа­лов. П. зна­чи­тель­но уве­ли­чи­ва­ет удель­ную по­верх­ность, по­вы­ша­ет хи­мич. ак­тив­ность и ад­сорб­ци­он­ную ём­кость ка­та­ли­за­то­ров и сор­бен­тов, по­ни­жа­ет кор­ро­зи­он­ную стой­кость и жа­ро­проч­ность ме­тал­лич. ма­те­риа­лов.

Для изу­че­ния П. ма­те­риа­лов ши­ро­ко ис­поль­зу­ют оп­тич. мик­ро­ско­пию (в про­зрач­ных ма­те­риа­лах по­ры на­блю­да­ют в объ­ё­ме без из­го­тов­ле­ния шли­фа), а так­же ме­то­ды, ос­но­ван­ные на за­ви­си­мо­сти не­ко­то­рых фи­зич. и фи­зи­ко-хи­мич. свойств от П. (в слу­чае от­кры­тых пор – оп­ре­де­ле­ние га­зо­про­ни­цае­мо­сти, ад­сорб­ции га­зов, ме­то­ды ка­пил­ляр­ной кон­ден­са­ции и ртут­ной по­ро­мет­рии). По­ры раз­ме­ром 1–10 нм изу­ча­ют ме­то­дом ма­ло­уг­ло­во­го рас­сея­ния рент­ге­нов­ских лу­чей.

П. ма­те­риа­лов ε мож­но оп­ре­де­лить по пре­дель­ной ад­сорб­ции к.-л. ве­ще­ст­ва, пол­но­стью за­пол­няю­ще­го все по­ры, или вы­чис­лить по фор­му­ле ε=1-ρ_каж/ρ_ист (ρ_каж – ка­жу­щая­ся плот­ность ма­те­риа­ла, ρ_ист – ис­тин­ная плот­ность ве­ще­ст­ва, об­ра­зую­ще­го ма­те­ри­ал); для оп­ре­де­ле­ния ρ_каж пик­но­метр с об­раз­цом за­пол­ня­ют не­сма­чи­ваю­щей жид­ко­стью (ртуть), для оп­ре­де­ле­ния ρ_ист – сма­чи­ваю­щей жид­ко­стью.

Рас­пре­де­ле­ние по раз­ме­рам ме­зо­пор оп­ре­де­ля­ют ме­то­дом ка­пил­ляр­ной кон­ден­са­ции, ме­зо- и мак­ро­пор – ме­то­дом ртут­ной по­ро­мет­рии (ртуть вдав­ли­ва­ет­ся в по­рис­тое те­ло, по ме­ре уве­ли­че­ния дав­ле­ния за­пол­ня­ют­ся всё бо­лее мел­кие по­ры); рас­пре­де­ле­ние мик­ро­пор на­хо­дят по изо­тер­мам ад­сорб­ции в об­лас­ти объ­ём­но­го за­пол­не­ния мик­ро­пор до на­ча­ла ка­пил­ляр­ной кон­ден­са­ции в ме­зо­по­рах.

П. ма­те­риа­лов из­ме­ня­ет­ся в ши­ро­ких пре­де­лах: си­ли­ка­гель 40–73%, тон­кая ке­ра­ми­ка ме­нее 5%, вы­со­ко­по­рис­тая ке­ра­ми­ка 30–90%, ак­ти­ви­ро­ван­ный уголь 47–78%, γ-Al₂O₃ 50–70%, по­рис­тые ре­зи­ны 90–95%, пе­ни­стые ма­те­риа­лы (бе­тон, стек­ло) 30–98%.