دانسیته بالک یکی از خواص مهم مواد می باشد. منظور از دانسیته بالک همان دانسیته حجمی یا دانسیته ظاهری است. متداول ترین روش برای اندازه گیری دانسیته بالک، روش ارشمیدوس است، روش قدیمی ولی کاربردی. در این مقاله نحوه اندازه گیری دانسیته بالک با استفاده از روش ارشمیدوس توضیح داده می شود. از این رو ابتدا باید به تعریف دانسیته بالک بپردازیم.

دانسیته بالک چیست؟

دانسیته بالک به صورت جرم ذرات زیادی از مواد در حجمی که اشغال کرده اند، تعریف می شود. حجم کل شامل حجم ذرات، حجم حفرات بین ذرات و حجم تخلخل ها است. کلید استفاده از روش ارشمیدوس نیز همین تعریف است. تخلخل ها به دو صورت روباز و رو بسته در ماده حضور دارند. در زمان اندازه گیری در حالت عادی تخلخل نیز بخشی از حجم کل هستند، حال آنکه حین شناور شدن در آن تنها حجم ذرات محاسبه می شود. از این رو می توان دانسیته بالک را به سادگی محاسبه کرد. باید به این نکته توجه کنید که دانسیته حجمی در دسته خواص ذاتی مواد قرار نمی گیرد و بسته به روش ساخت مواد دچار تغییر می شود. به عنوان مثال پرسکاری دانسیته حجمی کمتری نسبت به روش های سینترینگ با استفاده از پلاسما دارد.

تقریبا همه انسان ها داستان معروف ارشمیدوس در مورد تاج پادشاه را شنیده اند. اساس روش ارشمیدوس به این صورت است که ابتدا وزن نمونه اندازه گیری می شود که به آن وزن حقیقی (W) می گویند. سپس نمونه را در ظرف آب شناور می کنیم. وزن حاصل را وزن ظاهری (W’) می نامیم. از تقسیم وزن حقیقی بر اختلاف وزن حقیقی با وزن ظاهری، دانسیته بالک به روش ارشمیدوس حساب می شود. برای شناوری نمونه از سیم بسیار نازکی استفاده کنید که وزن چندانی نداشته باشد و به توان از آن چشم پوشی کرد. برای راحتی کار می توانید وزن آب را قبل و بعد از قرار دادن نمونه اندازه گیری کنید. همانطور که می دانید نمونه بالک در آب سبک تر است. میزان آب خارج شده نشان دهنده اختلاف وزن ظاهری و حقیقی است. در حقیقت این روش درست مطابق با روشی است که ارشمیدوس قرن ها قبل برای اندازه گیری دانسیته بالک یا «چگالی» تاج پادشاه استفاده کرده است. در صورت عدم دسترسی به ترازو می توانید یک نیرو سنج به نمونه وصل کنید و اعداد را قبل از شناوری و بعد از شناوری در فرمول زیر قرار دهید. پاسخ ها کاملا یکسان خواهند بود. با تمام این اوصاف، روش ارشمیدوس تنها به میزان تخلخل های رو باز را در نظر می گیرد ولی اگر در ماده تخلخل رو بسته وجود داشته باشد ممکن است عدد گزارش شده کمی با خطا همراه شود.