[发明专利]一种液态金属密度测量设备的测量方法

摘要

本发明公开了一种液态金属密度测量设备的测量方法，其特征包括：顶板、上端石英管、待测试金属样品、下端石英管、固定石墨块和滑动块，由顶板、滑动块和固定石墨块构成主体模块；滑动块在顶板和固定石墨块之间为水平可移动结构；在滑动块的轴向位置处设置有上端石英管；在固定石墨块的中心沿轴向位置处设置有下端石英管；在固定石墨块内，处于下端石英管的下方设置有调节顶杆；所述上端石英管与所述下端石英管能在滑动块的作用下形成第一工作位和第二工作位。本发明能利用操作简单、测量方便的测量设备获得精确度高的液态金属和合金的熔体密度数据，为液态金属和合金的相关理论研究和工程应用提供可靠的技术支持和数据支撑。

主权项

1.一种液态金属密度测量设备的测量方法，其特征是，所述液态金属密度测量设备是应用于真空测量系统中；所述液态金属密度测量设备包括：顶板(1)、上端石英管(2)、待测试金属样品(3)、下端石英管(4)、固定石墨块(5)和滑动块(6)；由所述顶板(1)、滑动块(6)和固定石墨块(5)按从上到下的顺序构成主体模块；所述滑动块(6)在所述顶板(1)和固定石墨块(5)之间为水平可移动结构；在所述滑动块(6)的轴向位置处设置有所述上端石英管(2)；在所述固定石墨块(5)的中心沿轴向位置处设置有所述下端石英管(4)；在所述固定石墨块(5)内，处于所述下端石英管(4)的下方设置有调节顶杆；所述上端石英管(2)与所述下端石英管(4)能在所述滑动块(6)的作用下形成第一工作位和第二工作位；所述第一工作位为：所述上端石英管(2)与所述下端石英管(4)在互相对接的位置处，从而能形成一整体空腔；在所述整体空腔内设置有所述待测试金属样品(3)；所述第二工作位为：所述上端石英管(2)与所述下端石英管(4)在互相错开的位置处；所述真空测量系统包括：计算机(7)、加热电路和测温电路(8)、真空腔体(9)、金属加热台(10)、T字头推杆(11)、冷却循环系统(12)、真空系统(13)以及通讯温控仪和交流变压器组合电路(14)；在所述真空腔体(9)内设置有所述金属加热台(10)，在所述金属加热台(10)中设置有所述液态金属密度测量设备；所述T字头推杆(11)贯穿所述真空腔体(9)的侧壁；并与所述滑动块(6)固定连接，从而利用所述T字头推杆(11)使得所述滑动块(6)能在所述主体模块中滑动，从而形成第一工作位与第二工作位；所述真空腔体(9)分别与所述冷却循环系统(12)和所述真空系统(13)相连通；所述通讯温控仪和交流变压器组合电路(14)与所述计算机(7)相连通，并通过所述加热电路和测温电路(8)与所述金属加热台(10)相连通；所述真空测量系统是通过所述计算机(7)设置所述通讯温控仪和交流变压器组合电路(14)的加热温度，并通过所述加热电路和测温电路(8)传递给所述金属加热台(10)；所述加热电路和测温电路(8)还实时反馈液态金属密度测量设备的温度给所述计算机(7)；同时通过所述计算机(7)设置所述真空腔体(9)的真空度，并控制所述真空系统(13)获得所述真空度；通过所述冷却循环系统(12)控制所述真空腔体(9)和所述待测试金属样品(3)的温度；从而获得冷却后的待测试金属样品(3)；所述测量方法是按如下步骤进行：步骤1、称量下端石英管(4)的重量，记为M₁；步骤2、将已知密度为ρ₁的乙醇溶液注满所述下端石英管(4)中，并称量总质量，记为M₂；步骤3、利用式(1)获得所述下端石英管(4)的内腔体积V:步骤4、设置滑动块(6)与固定石墨块(5)处在第一工作位上，并将待测试金属样品(3)置于对接后的整体空腔内，并使得所述待测试金属样品(3)的高度位于所述上端石英管(2)高度的一半以上；步骤5、在计算机(7)中设置真空腔体(9)的真空度，所述待测试金属样品(3)的加热温度T及其加热方式；步骤6、利用所述真空系统(13)将所述真空腔体(9)抽真空至所设定的真空度；步骤7、利用加热电路和测温电路(8)将待测试金属样品(3)加热至所设定的加热温度T，并保温t时间；从而获得液态的待测试金属样品(3)；步骤8、利用所述T字头推杆(11)推动所述滑动块(6)至第二工作位；从而在所述上端石英管(2)和所述下端石英管(4)中分别形成有所述液态的待测试金属样品；步骤9、通过所述冷却循环系统(12)冷却所述液态的待测试金属样品(3),从而分别凝固为上端固态的待测试金属样品和下端固态的待测试金属样品；步骤10、称量所述下端石英管(4)和所述下端固态的待测试金属样品的总质量，记为M₃；步骤11、利用式(2)获得所述待测试金属样品(3)的密度ρ，从而实现液态金属密度的测量：