[发明专利]铅铋合金消融实验装置和实验方法

权利要求书

1.一种铅铋合金消融实验装置，其特征在于：包括绝热上桶（3）、绝热下桶（5）和圆台柱塞（7），绝热上桶（3）和绝热下桶（5）之间通过螺钉（4）固定连接，绝热上桶（3）顶端设有桶盖（2），底端中心开有锥形通孔，锥形通孔内安装圆台柱塞（7），钢丝绳（8）一端固定在圆台柱塞（7）上，钢丝绳（8）另一端向上穿过桶盖（2）后与橡胶塞（1）连接；绝热上桶（3）内装有硅油（10），绝热下桶（5）两端均开口并在内部填充有铅铋合金（9），绝热下桶（5）正下方设有动态天平和放置在动态天平上的量杯；

所述的铅铋合金（9）中心预留有与锥形通孔同轴相通的小孔，小孔用于在圆台柱塞（7）拔出后的开始时间内硅油（10）能够顺利流通。

2.根据权利要求1所述的一种铅铋合金消融实验装置，其特征在于：所述的绝热上桶（3）的容积大于绝热下桶（5）的容积。

3.根据权利要求1所述的一种铅铋合金消融实验装置，其特征在于：所述的绝热上桶（3）、绝热下桶（5）和圆台柱塞（7）均为绝热材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种铅铋合金消融实验装置，其特征在于：所述的绝热下桶（5）内设置多根热电偶（6），热电偶（6）测量端插入到铅铋合金（9）中。

5.应用于权利要求1-4任一所述铅铋合金消融实验装置的一种铅铋合金消融实验方法，其特征在于：向绝热上桶（3）内注入约300摄氏度的硅油（10），盖上桶盖（2），绝热下桶（5）内部充满铅铋合金固体，通过橡胶塞（1）提拉钢丝绳（8）将圆台柱塞（7）拔出，硅油（10）经过绝热上桶（3）底端的通孔流入绝热下桶（5）将铅铋合金（9）融化，硅油与铅铋合金的混合体一同下落流入量杯内，使用高速摄像仪记录量杯和动态天平处变化过程的影像；

根据量杯和动态天平的影像获得不同时刻量杯内的总体积和总质量，进而处理获得铅铋合金消融的质量随时间的变化曲线；用热电偶（6）测量温度，进而处理获得热电偶（6）所在处的温度随时间变化的曲线。

6.根据权利要求5所述的一种铅铋合金消融实验方法，其特征在于：所述的硅油（10）开始流经绝热下桶（5）内的铅铋合金（9）时，通过铅铋合金（9）中心预留的小孔流出。

7.根据权利要求5所述的一种铅铋合金消融实验方法，其特征在于：所述的铅铋合金消融的质量随时间的变化曲线采用以下公式获得：

ρ₁V₁+ρ₂V₂=m，V₁+V₂=V

其中，ρ₁为硅油密度已知，ρ₂为铅铋合金的密度，m为量杯内硅油和铅铋合金的总质量，V为量杯内硅油和铅铋合金的总体积，V₁为硅油的体积，V₂为铅铋合金的体积。

8.根据权利要求5所述的一种铅铋合金消融实验方法，其特征在于：根据实际要求调整铅铋合金中铅合金和铋合金的配比比例得到不同的变化曲线。