[发明专利]一种测量不同温度下碱金属表面张力系数的方法与装置

说明书

本发明公开了一种测量不同温度下碱金属表面张力系数的方法与装置，装置包括用于熔化碱金属的电加热台；用于盛装碱金属熔液的容器；用于测量碱金属熔液表面张力系数的吸液芯；用于加热吸液芯的加热器；用于夹持、并调整吸液芯高度的升降机构，本测量不同温度下碱金属表面张力系数的方法与装置，具有技术手段简便易行，造价低廉，能够快捷准确地测量出碱金属在不同的温度的表面张力系数，具有重要的科学价值和工程应用价值。

技术领域

本发明涉及碱金属物性参数测量及高温热管传热技术领域，尤其涉及一种测量不同温度下碱金属表面张力系数的方法与装置。

背景技术

关于碱金属的物性参数，本领域技术人员熟知，不同温度下的粘度系数可以根据现有的经验公式计算，而不同温度下的表面张力系数却难以获得。

液体表面张力是作用于液体表面让其表面积缩小的力，表面张力系数是描述液体表面张力的大小的物理量。

钠、钾、锂等碱金属具有活泼的性质，极易被氧化，它们的熔点在200℃以内。

测量高温熔融状态下的碱金属表面张力系数，除了要在气氛保护环境下避免碱金属被氧化、将实验设备放入手套箱中，还要把常温下呈固态的碱金属加热至熔融状态，而周围环境的温度也将非常高，常用的表面张力系数测量方法如拉脱法、最大气泡法、毛细升高法等需要力敏传感器、显微镜等精密仪器，难以在高温环境下工作，也很难在手套箱的狭窄空间里操作。

所以，适用于普通液体的表面张力系数测量手段，难以用来测量碱金属表面张力系数。

发明内容

本发明的目的是针对碱金属极易被氧化，且必须在高温下将碱金属熔化后测量表面张力的技术难题，提供一种测量不同温度下碱金属表面张力系数的方法与装置。

本发明通过下述技术方案实现：

一种测量不同温度下碱金属表面张力系数的装置，包括：

用于熔化碱金属的电加热台6；

用于盛装碱金属熔液的容器5；

用于测量碱金属熔液表面张力系数的吸液芯12；

用于加热吸液芯12的加热器；

用于夹持、并调整吸液芯12高度的升降机构，以改变吸液芯12的下端部插入碱金属熔液液面下的插入深度。

所述吸液芯12为一根一侧表面开设有多条轴向分布的矩形沟槽12-1的条形金属板；

所述加热器包括一金属块2、一加持板11和一嵌入金属块2内部的电加热棒14；

所述金属块2具有一个平面，该平面开设有一凹槽；在加持板11与金属块2的夹持作用下，将吸液芯12压嵌在该凹槽内；吸液芯12的矩形沟槽12-1面与加持板11相贴合，已形成多条轴向毛细通道。

在金属块2上设置贴片热电偶10，并与加热棒14一同连接至温控器3。

本装置，还包括一固定在吸液芯12一侧的标尺9，和放置在吸液芯12另一侧的摄像机4构成的毛细高度记录组件；

该毛细高度记录组件，用于记录碱金属熔液在吸液芯中产生毛细现象时，上升的最大高度和上升速度。

所述升降机构包括横向支撑杆1、纵向支撑杆8和支撑基座7；

所述纵向支撑杆8底端固定在支撑基座7上；

所述横向支撑杆1的一端通过带锁紧螺母的滑套8-1，连接在纵向支撑杆8上；

所述吸液芯12上端及标尺9共同夹持固定在横向支撑杆1的另一端；

以改变吸液芯12的下端部，插入碱金属熔液液面下的插入深度。