[发明专利]一种金属合金熔点的测定装置及其方法

说明书

本发明涉及一种金属合金熔点的测定装置及其方法，特别涉及熔点较高的金属合金材料熔点测定的方法。该装置包括电磁悬浮设备、三棱镜、双色IR测温仪和计算机系统，电磁悬浮设备顶部设有三棱镜，三棱镜上通过双色IR测温仪测量温度，双色IR测温仪测量得到的温度通过数据传输给计算机系统。本方法可以解决较高熔点金属合金材料的熔点测量，实现无污染、快速、简便的测定金属合金材料的熔点。

技术领域

本发明涉及一种金属合金熔点的测定装置及其方法，特别涉及熔点较高的金属合金材料熔点测定的方法。

背景技术

熔点是金属材料研究过程中的重要因素。确定材料的熔点不仅可以通过与理论熔点对比检测其纯度，还对实际工业应用有重要的指导意义。纯金属的熔点有固定值，但不同金属组成的金属合金材料的熔点较难确定，且目前关于金属合金熔点测量方法报道较少，其中与金属温度相关的专利包括：一种高熔点金属或合金热电偶（CN201620353520.5）、一种红外线温度侦测元件及测温的方法（CN202010764007.6）、一种金属熔化炉测温装置（CN201820806394.3）及一种真空熔炼炉用测温装置（CN202020741445.6）等，多为实用新型专利，专注于测温装置的设计，但关于金属熔点检测方法的专利没有报道。根据调研可知，目前已有的金属材料的熔点检测方法为热差分析法与热重分析法结合的方法。

热差分析法是将被测金属材料与参比物质放在同一条件的测温热电偶上，在程序温度控制下，测量金属材料与参比物之间温度差与温度变化关系方法。热重分析法是在程序控制温度下，测量物质的质量与时间的关系的方法。将两种方法结合，判断出被测物质熔化时吸收的热量，从而得出物质的熔点。根据专利CN201922018636.X和专利CN202020932513.7可知，在作热差分析鉴定及热重分析鉴定时，都存在以下问题：金属材料易受到坩埚壁污染，从而影响材料的纯度使其温度值发生变化；检测前金属材料要求制成粉末状，且粉末粒度粗细对检测结果的准确性也会有较大影响；使用两种方法进行测定时都需要耗时至少30分钟；通常测量温度的热电偶温度上限为1600℃，对于熔点更高的金属合金无法准确测量；且测温使用的热电偶成本较高，操作不当很容易损坏。

根据以上调查可知，目前金属合金熔点的检测方法多存在着坩埚对待检测材料有污染、对检测前材料的制备要求严格、检测耗时长、检测温度上限达不到金属合金熔点及成本高等问题。

发明内容

针对上述现有方法存在的问题及不足，本发明以电磁悬浮精炼设备为基础，利用金属材料熔化时存在熔化潜热的特性，提供一种金属合金熔点测定的装置和方法。本方法可以解决较高熔点金属合金材料的熔点测量，实现无污染、快速、简便的测定金属合金材料的熔点。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案包括以下步骤：

一种金属合金熔点的测定装置，包括电磁悬浮设备1、三棱镜4、双色IR测温仪7和计算机系统8，电磁悬浮设备1顶部设有三棱镜4，三棱镜4上通过双色IR测温仪7测量温度，双色IR测温仪7测量得到的温度通过数据传输给计算机系统8。

所述电磁悬浮设备1设有感应线圈3、上部的进气口5、下部的出气口6和电源控制系统9。

一种金属合金熔点的测定装置的测定方法，其包含如下操作步骤：

步骤1：将金属合金材料2加工成颗粒状；

步骤2：将步骤1得到的颗粒状原料置于电磁悬浮设备1中，接通电源后，金属材料2悬浮于空中，加热熔化，过程中金属合金材料2的悬浮精炼环境为保护性气体气氛；

步骤3：当步骤2中金属合金材料2悬浮稳定后，利用双色IR测温仪7透过电磁悬浮设备1顶部三棱镜4观测金属合金材料的温度变化，从而测得金属合金材料2的熔点。

所述金属合金材料2为导体或半导体，熔点温度为1273K-3000K。

所述步骤1得到的颗粒状原料质量为0.7-2.0g。