[实用新型]高温熔体表面张力测试的悬滴形成装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及熔体表面张力测试领域，尤其涉及一种悬滴法测试熔体表面张力的装置。

背景技术

高温熔体表面张力的测试难于常温液体表面张力的测试。目前测量高温熔体表面张力的方法主要有：最大气泡法、电磁悬浮法、拉筒法、滴外形法（见“高温熔体表面张力测量方法的进展”，化学通报，2004，67（11）：802-807）及双柱联称法（见“高温熔体体积质量及表面张力测试新方法”，东北大学学报（自然科学版），1996,17（5）：503-507）。其中应用范围广、准确度较高、复现性较好的是滴外形法，且该方法还具有设备简单、试样用量少、操作简便等优点。

滴外形法包括座滴法（Sessile drop method）和悬滴法（Pendant drop method）,，二者的测试原理基本相同：采集稳定熔体液滴的外形投影轮廓线，再用Young-Laplace方程对该轮廓线进行拟合，通过计算比对得出熔体的表面张力值。二者的差别在于熔体形成的方式不同。

采用座滴法时，待测试样放置在水平垫板上，升温使试样熔化为形状稳定的熔体，再摄像进行拟合计算。所用的垫板须满足以下要求：a)高温下与试样熔体不反应，保证待测试样不变质；b)试样熔体不在垫板上铺展、浸润及渗透。对于冶金炉渣等氧化性高温熔体，垫板材料很难同时满足以上两点要求。因此，座滴法的应用受到一定程度的限制。座滴法目前所采用的垫板材料主要为高纯石墨板，在保护气氛下，大多数高温熔体难与石墨发生反应且不在石墨板上铺展，基本能够满足座滴法测量熔体表面张力的要求。但当熔体中含有较多如FeO、Fe₂O₃等易被还原的组分时，石墨板易与熔体发生反应，不仅改变熔体的成分，而且反应的气体产物易使熔体的外形发生改变，在熔体表面形成突起的气泡，使拟合测量出的表面张力值产生大幅波动。

采用悬滴法时，无须使用试样垫板，试样熔化后形成悬垂熔滴，对悬滴的轮廓曲线进行拟合，计算出熔体的表面张力。对常温液体，形成悬滴比较容易，但对于高温熔体，如何形成悬滴则成为悬滴测量法的制约因素。

专利TW289661公开了一种玻璃熔体表面张力的测试方法及其悬滴形成方法，设计了一种铂铑合金（80w%铂+20w%铑）针管，针管外径6mm，内径3mm，长度22mm，管下端收缩外径至3mm、内径1.5mm。升温前，将待测试样碎块或粉末装入针管中，升温熔化后，熔体从针管下端流出形成悬滴，对悬滴进行Young-Laplace方程拟合，计算出熔体的表面张力。该专利所设计的针管形状较复杂，玻璃熔体在铂铑合金表面润湿铺展，熔体在表面张力的作用下难以顺利从针管下端流出形成悬滴，对于常温液体，为在针管下端形成悬滴，须给针管中液体一个向下的注射推力来完成，但对高温熔体，则难以实现注射推力的操作；其次，针管内部针孔细长，每次测试后，粘附在针管内壁上的残样难以顺利清除干净，为针管的重复利用带来困难，而铂铑针管的成本较高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高温熔体表面张力测试的悬滴形成装置，将样块放置在圆环上进行试验，形成的悬滴外形稳定，测量值准确度高。

本实用新型是这样实现的：一种高温熔体表面张力测试的悬滴形成装置，包括圆环、拉杆、支架、电炉炉管和电炉，所述的电炉炉管设置在电炉内，支架设置在电炉炉管中，电炉炉管两头的开口处装有观察玻璃，所述的圆环通过拉杆悬挂在支架内。

所述的观察玻璃为石英玻璃板。

所述的拉杆共有2～10根均布在圆环上。

所述的支架的底部设有底板。

所述的圆环、拉杆和支架材料为铂铑合金或铂铱合金。

本实用新型高温熔体表面张力测试的悬滴形成装置将样块放置在圆环上，形成的悬滴外形稳定，测量值准确度高、波动范围小、重现性好；可用于测量高达1750℃的氧化性熔体的表面张力，装置结构简单，测量及残样清洗操作方便，可以有效重复利用。 

附图说明

图1为本实用新型高温熔体表面张力测试的悬滴形成装置的结构示意图；

图2为本实用新型圆环上刚刚放置样块时的结构示意图；

图3为本实用新型圆环上的样块变成熔滴时的结构示意图；

图4为本实用新型中圆环和拉杆的俯视示意图。

图中：1圆环、2拉杆、3支架、4样块、5熔滴、6电炉炉管、7观察玻璃、8电炉。

具体实施方式