[实用新型]用最大气泡法测量熔体表面张力的装置

说明书

技术领域

本实用新型的技术方案涉及测试液体表面张力技术，具体地说是用最大气泡法测量熔体表面张力的装置。

背景技术

熔体表面张力是重要的液体物理化学性质的参数，是影响多相体系的相互传质和的反应的关键因素之一。而对于镁合金熔体，通过测量其表面张力，反映了合金元素在熔体表面的富集程度，从而对阻燃镁合金的研究有重要的指导意义。

目前测量高温熔体表面张力的测量方法主要有最大气泡法、电磁悬浮法、拉筒法和静滴法，其中最大气泡法是装置最简易、操作简单的测量方法。最大气泡法由Simon于1851年提出，后由Canter、Jaeger分别从理论和实用角度加以发展。实验基本步骤是，将一毛细石英管插入待测液体内部，再向管中缓慢的通入惰性气体，随着吹入气体压力的增大，气泡逐渐长大，当气泡恰好是半球时，气泡内的压力达到最大值，此时通过测量气泡压力，计算得到液体的表面张力值。但是，现有的最大气泡法测量高温熔体表面张力的装置具有无法满足测量的精度、无法测量高温熔体表面张力和装置太复杂的缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供用最大气泡法测量熔体表面张力的装置，对通入的氩气采用稳压计和微调针型阀，采用升降机构固定毛细石英管，并用百分表记录其下降到熔体的深度，从而克服了现有技术无法满足测量熔体表面张力的精度、无法测量高温熔体表面张力和装置太复杂的缺点。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：最大气泡法测量熔体表面张力的装置，包括氩气瓶、氩气减压器、大量程浮子流量计、稳压计、针型阀、微调针型阀、CaCl₂干燥瓶、小量程浮子流量计、三通管道、U型压力计、温度控制仪、热电偶、毛细石英管、石墨坩埚、坩埚电阻炉、升降机构和百分表；其中氩气减压器与氩气瓶间采用螺纹连接，大量程浮子流量计与氩气减压器间采用螺纹连接，稳压计与大量程浮子流量计和针型阀之间采用橡胶管连接，CaCl₂干燥瓶与微调针形型阀和小量程浮子流量计之间采用橡胶管连接，小量程浮子流量计与三通管道之间采用螺纹连接，三通管道与U型压力计和毛细石英管之间用医用乳胶管连接，所有橡胶管连接和医用乳胶管连接的连接处均用紧固环固定，毛细石英管安置在升降机构上，在测量操作过程中根据需要，通过调整升降机构的升降，使毛细石英管下降到恰好接触合金熔体表面或使毛细石英管插入合金液体表面之下，热电偶插入装在石墨坩埚中的熔体内部，温度控制仪和热电偶间用铜导线连接，石墨坩埚置于坩埚电阻炉内，升降机构和百分表间用紧固环固定，最终安装成整体的最大气泡法测量熔体表面张力的装置。

上述最大气泡法测量熔体表面张力的装置，所述氩气瓶的瓶中装有的氩气的体积百分比浓度为99.9%。

上述最大气泡法测量熔体表面张力的装置，所述氩气减压器采用氩气压力表，公称直径为Φ60mm，测量范围为0～25MPa。

上述最大气泡法测量熔体表面张力的装置，所述大量程浮子流量计和小量程浮子流量计均采用玻璃管浮子流量计,大量程浮子流量计的量程为0～10L/min，小量程浮子流量计的量程为0～100mL/min。

上述最大气泡法测量熔体表面张力的装置，所述稳压计为玻璃钢贮气容器。

上述最大气泡法测量熔体表面张力的装置，所述热电偶采用型号为WRN-130K，其测量范围为0～1300℃。

上述最大气泡法测量熔体表面张力的装置，所述毛细石英管的管内半径为2.86mm

上述最大气泡法测量熔体表面张力的装置，所述百分表最大量程为5mm，精度为0.01mm。

上述最大气泡法测量熔体表面张力的装置，所述针型阀、微调针型阀、CaCl₂干燥瓶、U型压力计、温度控制仪、石墨坩埚、坩埚电阻炉和升降机构均为本技术领域所通用的仪器和部件，只要能符合测量熔体表面张力所需的参数条件，并无特别要求。

上述最大气泡法测量熔体表面张力的装置，所述仪器和部件均通过公知途径获得。

上述最大气泡法测量熔体表面张力的装置，所述仪器和部件的连接和安装方法是本领域技术人员所能掌握的。

应用上述最大气泡法测量熔体表面张力的装置来测量熔体表面张力的氩气流程和计算原理为：氩气经过氩气减压器、大量程浮子流量计、稳压计、针型阀和微调针型阀，通入装有CaCl₂的干燥瓶中进行干燥，干燥后氩气通过小量程浮子流量计，经过三通管道分成两路，一路氩气进入到U型压力计，另一路氩气经毛细石英管通入熔体内。U型压力计两边的压力差等于气泡产生的压力和毛细石英管插入熔体内部产生的压力之和，即