[实用新型]一种用于测量单晶硅球密度差值的压力悬浮装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及固体材料密度测量领域，具体涉及一种用于测量单晶硅球 密度差值的压力悬浮装置。

背景技术

单晶硅球具有高纯度和密度稳定的特性，因而被作为固体和液体密度的测 量基准，同时也是计算阿伏伽德罗常数的重要基础之一。目前常采用压浮法对 不同单晶硅球的密度差值进行测量。

基于压浮法的不同单晶硅球的密度差值测量是指在一定的温度下，通过调 节压力，并利用液体的压缩系数控制液体密度，分别使基准单晶硅球和待测单 晶硅球在液体中悬浮，然后根据悬浮状态时液体的温度、压力和单晶硅球的悬 浮高度得到基准单晶硅球与待测单晶硅球的密度差值。

图1是利用基于压浮法的不同单晶硅球的密度差值测量系统原理图。该系 统主要包括压力悬浮装置101、位移测量装置102、压力测量控制装置103、温 度测量控制装置104和处理单元105。基准单晶硅球S₁和待测单晶硅球S₂置于 装有工作液体的压力悬浮装置101中，其中工作液体的密度接近于单晶硅球的 密度。通过调节压力测量控制装置103和温度测量控制装置104，使基准单晶硅 球S₁和待测单晶硅球S₂分别在液体中处于稳定悬浮状态。由基准单晶硅球S₁的 密度、液体及单晶硅球的温度膨胀系数和液体及单晶硅球的压缩系数，得到基 准单晶硅球S₁与被测单晶硅球S₂的密度差值Δρ，即

Δρρ=-(γl-γSi)×(t2-t1)+(Kl-KSi)×[(p2-p1)+ρg(h2-h1)]---(1)]]>