[發明專利]擠壓法同步測量金屬潤濕角及DSC曲線的裝置

有效

• 申請號: 201410212036.6
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN103994952B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 梁冬;梁柱元;孫杰;仲紅剛;翟啟杰
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N25/12
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 顧勇華

技術領域

本發明涉及一種擠壓法同步測量金屬潤濕角及DSC曲線的裝置，屬金屬凝固技術領域。

背景技術

現代熱分析是指在程序控溫下，測量物質的物理性質隨溫度變化的一類技術。人們通過檢測樣品本身的熱物理性質隨溫度或時間的變化，來研究物質的分子結構、聚集態結構、分子運動的變化等。DSC是研究在溫度程序控制下物質隨溫度的變化其物理量(ΔQ和ΔH)的變化，即通過程序控制溫度的變化，在溫度變化的同時，測量試樣和參比物的功率差(熱流率)與溫度的關系。

通過DSC我們能夠做以下幾方面的研究。一、樣品的玻璃化轉變：在無定形聚合物（由玻璃態轉變為高彈態的過程中會伴隨著比熱的變化，在DSC曲線上體現為基線高度的變化（曲線的拐折）。由此進行分析，即可得到材料的玻璃化轉變溫度與比熱變化程度。二、熔融：晶體的熔融為一級相轉變，在熔融過程中伴隨著吸熱效應。使用DSC，能夠對該吸熱效應進行測定，得到熔點、熔融熱焓等信息。三、結晶：使用DSC，能夠測試晶體的結晶溫度與結晶熱焓，DSC是研究樣品在不同實驗條件下的結晶溫度最準確的測量方法。四、相轉變溫度：相變是材料在升降溫過程中發生結構的轉變，其往往伴隨著熱量的變化。利用DSC能夠精確地獲得相轉變熱焓、相轉變溫度等信息。另外DSC還能夠研究材料的結晶度、氧化穩定性、比熱、固化等方面的特性。

潤濕角分析，主要用于測量液體對固體的接觸角，即液體對固體的浸潤性，該類儀器能測量各種液體對各種材料的接觸角。可測量和計算表面張力/界面張力、CMC、液滴形狀尺寸、表面自由能。能測量各種液體對各種材料的接觸角， 例如塊狀材料、纖維材料、紡織材料等。對石油、印染、醫藥、噴涂、選礦等行業的科研生產有非常重要的作用。潤濕角的測試方式有多種，其中擠壓滴落法、座滴法最為常用。液體滴落到特定的基體上，然后由高速攝像機拍攝獲取液體輪廓隨時間以及溫度的變化，然后再由專門的軟件對拍攝的圖片進行測量、計算得到最終的潤濕角值。

如果能夠在做潤濕角實驗的同時，同步獲得隨時間以及溫度變化的DSC數據，那將更有意義。然而，一、目前國內外的DSC功能是較為單一的，爐體結構基本都是豎直的，幾乎不能在側壁開孔觀察，而且目前DSC傳感器的結構也限制直接對樣品進行觀察。二、目前國內外測量樣品潤濕角的方法有很多種，往往都是在溫度程序的控制下跳躍性地研究某些溫度點上隨時間的變化樣品的潤濕角變化，不能得到一些關鍵轉變點的詳細信息。因此將DSC曲線與隨溫度、時間變化的潤濕角曲線結合起來將是很大的突破，能完美地解釋曲線在拐點時的現象。

而目前的DSC和潤濕角測量儀在實驗過程中，幾乎都是預先將樣品放在測量平臺上的基底上，讓樣品隨爐體一起加熱熔化，獲得其DSC曲線或潤濕角數據，但這種方法存在以下缺點：在升溫過程中，雖然保護氣氛中的氧含量極低，但由于樣品在高溫段會停留較長時間，氧化仍易發生，導致樣品表面以及樣品與基底接觸的地方產生了氧化膜，測得的DSC曲線以及潤濕角數據和設想中的狀況有較大偏差，而本發明提供的裝置克服了這個問題，能精準獲得金屬在基底上準確的潤濕角和相變點數據。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明的目的是提供一種擠壓法同步測量金屬潤濕角和DSC曲線的裝置，測量裝置易于操作，測得數據準確可信。