密度は基本的かつ重要な物質特性です。純粋な物質の真密度は容易に概念化でき、よく理解されていますが、エンジニアや材料科学者にとって重要な密度はそれだけではありません。包装され、輸送され、使用されるバルク材料の有効密度を測定することも価値がある。粒状、多孔質、不規則な形状の材料では、この実効密度は、研究対象 のプロセスに関連する体積の定義や充填状態に基づいて、真の密度から大きく変 化する可能性がある。
材料の包絡線密度は、材料内の空隙を含めて体積を求め る場合、その質量を体積で割ったものである。嵩密度もまた、材料の質量を体積で割ったものと定義されるが、体積とは、材料の質量が閉じ込められる可能性のある範囲のことである。言い換えれば、この体積には、物体間の間隙（または空隙）や物体内部の空隙が含まれる。このような測定から、Micromeritics社のGeoPyc® 1360は、包絡線密度と嵩密度、さらに空隙率などの他のデータを求めることができます。
エンベロープ密度
エンベロープ密度の評価では、表面の凹凸がどこで終わり、内部の空隙がどこで始まるかを決定的に区別する必要がある。エンベロープ密度の結果は常に、ボイドスペースを気孔と表面凹凸のどちらに分類するかに依存する。例えば、下の図は、多孔質で不規則な形状を持つ典型的なサンプル物体の二次元断面を示している。
図1において、点線は、どの開口部が孔の入口で、どの開口部が表面の凹凸であるかについて、恣意的ではあるが、同じように定義できるいくつかの定義を表している。包絡線密度を測定するさまざまな方法は、異なる定義を採用している。それぞれの定義によって試料の体積測定値が異なるため、結果として得られる密度値も異なる。
GeoPyc 分析では、DryFlo® と呼ばれる微細で乾燥した流動性の粉末の体積を測定します。その後、サンプルをDryFlo に浸し、サンプルの変位量を測定します。DryFloは液体と同じように表面の凹凸に追従しますが、最も小さな孔（入口直径が約25ミクロン以下）には入り込まないため、不規則な形状の試料や複数個からなる試料の体積を測定し、その密度や気孔率を計算することができます。分析は迅速かつ静かで、一般的に試料を非破壊で測定できる。
かさ密度
かさ密度の測定も、試料の体積を測定する条件によって変化する。例えば、乾燥砂の入ったペール缶は満杯のように見えるが、振ると中身が沈んで砂を追加できる場合がある。一般に、ペール缶を勢いよく振れば振るほど、砂はぎっしり詰 まり、ペール缶に入る砂の量も増えます。
同様に、ベーキングパウダーのような微粉末を入れた背の高いカラムは、背の低いカラムよりも振動させたときの密度が高くなります。ここで、カラムの高さ、振動の強さ、振動の持続時間はすべて、試験を定義する上で決定的に重要である。これらの変数の1つ以上に変動があると、結果が大きく変わる可能性がある。
材料の沈降特性は、様々な製品の包装や出荷に有用である。この目的のために、試料をメスシリンダーに入れ、表面を所定の回数激しく叩く「タップ」法を用いて嵩密度を測定することがある。測定結果は、タップの回数と強さによって異なる。試料が圧縮される度合いをコントロールすることはできないので、結果は再現できないかもしれない。
マイクロメリティクスのGeoPycは、試料を叩いて圧縮するのではなく、指定された力が得られるまで試料室内で試料を圧縮します。この力は正確に測定され、検証可能である。体積は指定された
他の方法との一致を達成する
GeoPycのユニークな点は、密度結果を経験的に決定するか、GeoPycによってサンプル量が得られた方法と以前の方法との違いを考慮して入力変数を調整するかをユーザーが選択できることです。
エンベロープ密度の場合、試料体積を測定する別の方法との一致は、別の技法で評価した試料を用いた校正によって達成されます。別の手順で評価した試料をサンプルとして、GeoPyc で校正を実行するだけです。プロンプトが表示されたら、他の手順の値を入力します。その後（または別 の指示があるまで）、装置は体積測定法の違いを考慮して計算を調整します。嵩密度の結果が別の測定方法で得られた結果と一致するためには、前の測定方法で使用した圧密の程度と同じ圧密力を使用して分析を行う必要があります。この圧密力を発見するには、作業者は様々な圧密力を用いて数回の試験を行うだけでよい。前のデータと同じデータが得られる力を GeoPyc でのその後の分析に使用することで、サンプルの圧密度と結果の再現性を優れた方法で管理できます。
