[发明专利]一种悬滴法测量高温熔体表面张力的测量装置

说明书

本发明提供一种悬滴法测量高温熔体表面张力的测量装置，具备：加热炉，用于将固体样品熔化为液体；悬滴形成装置，设置在所述加热炉中，用于盛放样品以及形成熔体悬滴；电机控制装置，用于对熔体悬滴进行控制；图像拍摄装置，用于对熔体悬滴进行观察拍摄；计算机，用于对拍摄的悬滴图像处理计算得到样品表面张力。本发明采用悬滴法计算高温熔体的表面张力，表面张力的测量精确度大大提高，操作简单，数据可靠。测量过程可实时检测控制，可以较为广泛的用于高温熔体表面张力的测量与研究。

技术领域

本发明属于熔体物性测量技术领域，涉及一种悬滴法测量高温熔体表面张力的测量装置。

背景技术

表面张力是重要的液体物理化学性质参数，是影响多相体系的相间传质和反应的关键因素之一，对于高温熔体，如液态金属、熔渣、熔盐和熔毓，它们的表面性质以及相互之间的界面性质，对熔体之间发生的反应和分离起着主导作用，也是研究熔体界面反应动力学的基础。

对于液态金属、炉渣、熔盐和熔毓等高温熔体，由于在1000摄氏度以上的高温下进行，增加了测量的难度和复杂程度，应用于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、拉筒法和静滴法和悬滴法。其中悬滴法是测量熔体表面张力比较准确的方法，其受其他因素影响也比较小。但由于高温领域，材料和制作工艺的限制，目前存在无法实现悬滴法高精度连续测量熔体表面张力等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题而提供的一种高精度的悬滴法测量高温熔体表面张力的测量装置。

为实现上述目的，本发明提供的悬滴法测量高温熔体表面张力的测量装置，具备：加热炉，用于将固体样品熔化为液体；悬滴形成装置，设置在所述加热炉中，用于盛放样品以及形成熔体悬滴；电机控制装置，用于对熔体悬滴进行控制；图像拍摄装置，用于对熔体悬滴进行观察拍摄；计算机，用于对拍摄的悬滴图像处理计算得到样品表面张力。

根据本发明，采用悬滴法计算高温熔体的表面张力，表面张力的测量精确度大大提高，操作简单，数据可靠。测量过程可实时检测控制，可以较为广泛的用于高温熔体表面张力的测量与研究。

又，在本发明中，还包括与所述加热炉相连通，用于稳定加热过程中气氛压力的稳压箱；优选地，所述稳压箱上设有进气口，能与储气装置相连，通入所需气氛；且所述稳压箱上设有能测定稳压箱内气压的压力表。

根据本发明，采用稳压箱与高温加热炉相连，能够使得加热炉内部压强趋于稳定，不会因为温度的升高而增大太多，能够满足不同压强要求。

又，在本发明中，所述加热炉内部设有加热体；所述加热炉设有进气口和排气口，所述加热炉的进气口与所述稳压箱或输气管相连。

优选地，所述加热体为硅钼棒、钼丝或石墨等高温加热材质。采用硅钼棒加热体，最高工作温度可以达到1600度，能够提供室温至1600度的工作温度范围，每分钟升温速度可以达到10—20摄氏度。

又，在本发明中，所述加热炉的炉壁内有温度检测和控制模块，其能够手动设置，或与所述计算机相连以由所述计算机控制。例如，采用PID智能调节控温精度±1度，通过铂铑热电偶测量温度，测量精度可靠。

又，在本发明中，所述悬滴形成装置包括水平板、漏斗、棒，所述水平板设置在所述加热炉的内部，所述水平板上形成有孔；所述漏斗放置在所述水平板的孔中；所述加热炉的上方的炉壁设有孔，所述炉壁的孔与所述漏斗的漏孔同轴心；所述棒的直径大于所述漏斗的孔径，所述棒穿过所述炉壁的孔，下端部分插入所述漏斗的孔口将所述漏斗的孔口堵住，通过改变堵住孔口的大小控制液态熔体的流速和悬滴的形状。

根据本发明，用棒堵住漏斗的孔口，通过拉高和降低棒的高度改变孔口大小，控制液滴的形成速度和状态，方便照相机的观察，控制简单。优选地，所述漏斗和棒为不与样品发生反应的耐高温材料制成。例如，可以是刚玉棒。