[发明专利]一种用于测试材料固-液相变体积变化率的方法

权利要求书

1.一种用于测试材料固-液相变体积变化率的方法，包括如下步骤：

(1)测量并计算固态待测材料的密度：称量固态待测材料样品的质量，将固态待测材料样品完全浸没并悬挂于水中，测量固态待测材料样品受到浮力情况下的质量，利用公式(1)计算固态待测材料的密度：

m1/ρ1＝(m1-m2)/ρ_水 公式(1)

其中，m1为固态待测材料样品的质量，m2为固态待测材料样品在水中受到浮力情况下的质量，ρ1为固态待测材料的密度，ρ_水为水的密度；

(2)测量并计算固态辅助材料的密度：选取密度和熔点均高于待测材料的固态辅助材料，称量固态辅助材料样品的质量，将固态辅助材料样品完全浸没并悬挂于水中，测量固态辅助材料样品受到浮力情况下的质量，利用公式(2)计算固态辅助材料的密度：

m3/ρ2＝(m3-m4)/ρ_水； 公式(2)

其中，m3为固态辅助材料样品的质量，m4为固态辅助材料样品在水中受到浮力情况下的质量，ρ2为固态辅助材料的密度，ρ_水为水的密度；

(3)测量并计算液态待测材料的密度：将固态待测材料加热升温至待测材料相变温度以上，且未达到辅助材料相变温度，固态待测材料转变为液态，将固态辅助材料样品完全浸没并悬挂于转变为液态的待测材料中，测量固态辅助材料样品受到浮力情况下的质量，利用公式(3)计算转变为液态的待测材料的密度：

m3/ρ2＝(m3-m5)/ρ3 公式(3)

其中，m3为固态辅助材料样品的质量，m5为固态辅助材料样品在液态待测材料中受到浮力情况下的质量，ρ2为固态辅助材料的密度，ρ3为液态待测材料的密度；

(4)计算待测材料固-液相变体积变化率：利用公式(4)计算待测材料由固态转变为液态后的体积变化率：

γ＝[(ρ1-ρ3)/ρ3]×100％ 公式(4)

其中，γ为待测材料固-液相变体积变化率，ρ1为固态待测材料的密度，ρ3为液态待测材料的密度。

2.根据权利要求1所述的用于测试材料固-液相变体积变化率的方法，其特征在于：所述的固态待测材料为金属材料或者非金属材料；所述的金属材料为锡或铟；所述的非金属材料为环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的用于测试材料固-液相变体积变化率的方法，其特征在于：所述固态待测材料样品的形状为长方体或者立方体。

4.根据权利要求1所述的用于测试材料固-液相变体积变化率的方法，其特征在于：采用金属丝将固态待测材料样品悬挂于水中，固态待测材料样品完全浸没于水中，不与容器壁接触；采用金属丝将固态辅助材料样品悬挂于水或液态待测材料中，固态辅助材料样品完全浸没于水或液态待测材料中，不与容器壁接触。

5.根据权利要求4所述的用于测试材料固-液相变体积变化率的方法，其特征在于：所述金属丝的直径小于0.2mm。

6.根据权利要求1所述的用于测试材料固-液相变体积变化率的方法，其特征在于：所述的固态辅助材料为铜或铝。

7.根据权利要求1所述的用于测试材料固-液相变体积变化率的方法，其特征在于：所述的固态辅助材料样品的形状和大小与固态待测材料样品相同，固态待测材料样品和固态辅助材料样品的体积为1～10cm³。

8.根据权利要求1所述的用于测试材料固-液相变体积变化率的方法，其特征在于：所述的固态待测材料加热升温至液态的温度为固态待测材料熔点以上30～100℃。

9.根据权利要求1所述的用于测试材料固-液相变体积变化率的方法，其特征在于：测量质量采用电子天平，精度高于10^-4g。

10.根据权利要求1所述的用于测试材料固-液相变体积变化率的方法，其特征在于：该方法采用水或者液态待测材料、待测材料标块或辅助材料标块、烧杯或耐热坩埚、金属细丝、支架、和悬空支撑平台、天平和加热炉，悬空支撑平台悬空设置在天平称量平台的上方，支架的形状为“ㄇ”开口向下的门框形，固定安装在天平称量平台上，悬空支撑平台与支架和天平均不接触，支架的高度大于悬空支撑平台的高度；将烧杯或者耐热坩埚在加热炉中加热至所容纳材料为液态后，再将烧杯或耐热坩埚快速转移至悬空支撑平台上，金属细丝一端连接在支架的横杆上，另一端用于悬挂待测材料标块或辅助材料标块。