[发明专利]一种玻璃熔体高温电导率测量装置及方法

权利要求书

1.一种玻璃熔体高温电导率测量装置，其特征在于，包括：带有炉温控制系统的高温炉(1)，在高温炉(1)内放置耐高温且绝缘的坩埚(2)，所述坩埚(2)内侧底部设有用于放置待测玻璃样品的凹槽(21)，且熔融的玻璃熔体体积大于凹槽(21)的容积；所述凹槽(21)内部相对的两侧分别连接一个电极片(4)，两个电极片(4)均电连接电化学工作站(8)；所述凹槽(21)上方设有耐高温且绝缘的压盖(5)，所述压盖(5)上方设有升降装置，通过升降装置挤压或松开压盖(5)，实现压盖(5)与凹槽(21)的贴合或分离，以确保凹槽(21)、电极片(4)和压盖(5)共同构成的封闭电导池内充满玻璃熔体。

2.根据权利要求1所述的玻璃熔体高温电导率测量装置，其特征在于，所述升降装置包括螺杆(9)、连接杆(10)和耐高温且绝缘的压杆(6)，所述压杆(6)的一端与连接杆(10)固定连接，压杆(6)的另一端穿过高温炉(1)顶部并设置在压盖(5)上方，所述连接杆(10)与螺杆(9)连接，所述螺杆(9)与伺服电机连接。

3.根据权利要求2所述的玻璃熔体高温电导率测量装置，其特征在于，所述升降装置还包括支撑杆(7)，所述支撑杆(7)的设置方向与螺杆(9)的设置方向相同，在螺杆(9)的带动下，连接杆(10)沿着支撑杆(7)上下移动。

4.根据权利要求2所述的玻璃熔体高温电导率测量装置，其特征在于，所述坩埚(2)、压盖(5)和压杆(6)均采用刚玉或氧化锆制成。

5.根据权利要求2所述的玻璃熔体高温电导率测量装置，其特征在于，所述压盖(5)的横截面为圆形，所述凹槽(21)的横截面为方形；所述压盖(5)的直径小于坩埚(2)的直径，且大于凹槽(21)横截面的对角线长度。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的玻璃熔体高温电导率测量装置，其特征在于，所述电极片(4)镶嵌在凹槽(21)的内侧壁上，且电极片(4)的表面积与凹槽(21)的内侧壁面积相等。

7.根据权利要求6所述的玻璃熔体高温电导率测量装置，其特征在于，每个所述电极片(4)均通过导线(3)连接所述电化学工作站(8)。

8.根据权利要求7所述的玻璃熔体高温电导率测量装置，其特征在于，所述电极片(4)为铂金电极片，所述导线(3)为铂金导线。

9.一种玻璃熔体高温电导率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将待测玻璃样品加工成所需大小，以确保待测玻璃样品熔融后的体积大于凹槽(21)的容积；

2)将加工好的待测玻璃样品放置于坩埚(2)内侧底部的凹槽(21)内，凹槽(21)内部相对的两侧分别镶嵌一个电极片(4)，两个电极片(4)均与导线(3)连接，将压盖(5)放置在待测玻璃样品上；

3)将坩埚(2)放置于高温炉(1)内，调节压杆(6)位于压盖(5)上方，并通过伺服电机调节压杆(6)下降并接触压盖(5)上表面；

4)将导线(3)与电化学工作站(8)连接，通过炉温控制系统设置高温炉(1)的加热程序，对待测玻璃样品进行加热；

5)到达预设温度后，继续保温，以确保待测玻璃样品完全熔融并充满坩埚(2)的凹槽(21)；通过伺服电机调节压杆(6)下降，给压盖(5)施加压力，使得压盖(5)与凹槽(21)紧密贴合；通过电化学工作站(8)检测玻璃熔体的电阻值；

6)通过伺服电机调节压杆(6)上升，移除压盖(5)上的压力，并保持压杆(6)接触压盖(5)上表面；继续调节高温炉(1)内的温度，重复步骤4)和步骤5)，得到玻璃熔体在不同温度下的电阻值；

7)将检测得到的玻璃熔体在不同温度下的电阻值带入下列公式，计算得到玻璃熔体在不同温度下的电导率：

公式中，σ为待测玻璃熔体的电导率，R为待测玻璃熔体的电阻，L为两个电极片(4)之间的距离，A为电极片(4)的表面积。

10.根据权利要求9所述的玻璃熔体高温电导率测量方法，其特征在于，所述步骤5)中，保温时间≥30min。