[发明专利]材料熔化体积膨胀率/熔融态密度的测量装置及方法

权利要求书

1.材料熔化体积膨胀率/熔融态密度的测量装置，样品室(201)是一个有底、开口的筒形容器，盛装待测样品(101)后放置在加热座(301)中间的加热腔内，加热腔是加热座(301)中心的一个竖直盲孔，加热座(301)上方盖有顶盖(304)，其特征在于：加热座(301)侧壁靠近底部有一个与加热腔连通的小径通孔；加热座(301)上靠近加热腔的圆周上均布有竖直盲孔，加热棒安装在盲孔中，盲孔上面有一个环形保护块(303)；环形保护块(303)上面盖有顶盖(304)，顶盖(304)中间并排有3个小径通孔，左侧通孔插入保护气体通入管(501)；中心通孔的孔径比探针(401)直径大；探针(401)是一根笔直细长杆，固定在夹持机构(701)的夹持端，夹持机构(701)固定在导杆(702)上，间隙配合，通过夹紧螺钉(703)夹紧；导杆(702)固定在上箍圈(703)和下箍圈(704)上，上箍圈(704)和下箍圈(705)套在加热座(301)外围，由上圆周紧固螺栓(708)和下圆周紧固螺栓(709)固定；在上箍圈(704)和下箍圈(705)上分别通过螺纹连接一个上径向调整螺钉(706)和下径向调整螺钉(707)，上径向调整螺钉(706)和下径向调整螺钉(707)端部与加热座(301)外壁抵触；右侧通孔插入测温热电偶(601)，测温热电偶(601)与PID智能温控仪(602)温度输入端连接，PID智能温控仪(602)控制输出端与继电器模块(603)线圈连接，220V交流电源分别通过温显开关K1、负载开关K0后与PID智能温控仪(602)和继电器模块(603)连接，从继电器模块(603)引出电源线经过主熔断器R1、次熔断器R2后与电加热棒(302)接线端连接。

2.根据权利要求1所述的材料熔化体积膨胀率/熔融态密度的测量装置，其特征在于：顶盖(304)中间孔下端呈喇叭口状。

3.根据权利要求1所述的材料熔化体积膨胀率/熔融态密度的测量装置，其特征在于：导杆(702)横截面是带有V形凹槽的圆缺形；

4.根据权利要求1所述的材料熔化体积膨胀率/熔融态密度的测量装置，其特征在于：夹紧螺钉(703)端部呈圆锥形，锥角与导杆(702)横截面的V形凹槽夹角相同；

5.材料熔化体积膨胀率/熔融态密度的测量方法，其步骤为：

(1)称重并盛装样品；

(2)矫正实验装置，接通保护气体；

(3)设定加热参数，开始加热；

(4)样品完全熔化后关闭保护气体，探量液面高度；

(5)重复如上所述步骤(1)～步骤(4)；

(6)数据处理：通过如下公式计算样品在T_m+ΔT温度下熔融态相对于室温下固相体积膨胀率：

υ=(ρsl‾(Sy-St)m-1)×100%]]>

式中，T_m为样品熔点，K；ΔT为样品被加热的过热温度，K；u为样品熔化体积变化率；ρ_s是样品固体密度，kg/m³；为重复实验得到探针上样品壳层的平均长度，mm；S_y为样品室容积横截面积，m²；S_t为探针横截面积，m²；m是样品质量，kg。

(7)通过下式计算T_m+ΔT温度下熔融态样品密度：

ρl=ml‾(Sy-St)]]>

式中，ρ_s是样品熔融态密度，kg/m³。