[發(fā)明專利]一種液態(tài)金屬密度測量設(shè)備的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710439911.8
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN107132154B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張博;胡金亮;鐘浪祥
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N9/04
• 分類號: G01N9/04
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發(fā)明公開了一種液態(tài)金屬密度測量設(shè)備的應(yīng)用，其特征包括：頂板、上端石英管、待測試金屬樣品、下端石英管、固定石墨塊和滑動塊，由頂板、滑動塊和固定石墨塊構(gòu)成主體模塊；滑動塊在頂板和固定石墨塊之間為水平可移動結(jié)構(gòu)；在滑動塊的軸向位置處設(shè)置有上端石英管；在固定石墨塊的中心沿軸向位置處設(shè)置有下端石英管；在固定石墨塊內(nèi)，處于下端石英管的下方設(shè)置有調(diào)節(jié)頂桿；所述上端石英管與所述下端石英管能在滑動塊的作用下形成第一工作位和第二工作位。本發(fā)明能利用操作簡單、測量方便的測量設(shè)備獲得精確度高的液態(tài)金屬和合金的熔體密度數(shù)據(jù)，為液態(tài)金屬和合金的相關(guān)理論研究和工程應(yīng)用提供可靠的技術(shù)支持和數(shù)據(jù)支撐。

本申請是申請日為：2015年09月08日、申請?zhí)枮椋?015105682073、名稱為：一種液態(tài)金屬密度測量設(shè)備及測量方法的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液態(tài)金屬密度測量設(shè)備的應(yīng)用，適用于絕大多數(shù)金屬、合金或其它非金屬材料在熔融態(tài)下密度的測量。

背景技術(shù)

密度作為描述物質(zhì)狀態(tài)的一個重要序參量，無論是對于空間長程有序的固體晶體，還是對于長程無序的液體和氣體，其重要性都不言而喻。在液態(tài)金屬或合金中，密度是反映體系原子堆積狀態(tài)的最直接的參數(shù)，其數(shù)值大小直接決定了表征熔體空間原子結(jié)構(gòu)的徑向分布函數(shù)的大小。在液-液轉(zhuǎn)變、液-固相轉(zhuǎn)變等現(xiàn)象中，密度是構(gòu)建相關(guān)理論的基礎(chǔ)。在討論液態(tài)金屬的基本行為和性質(zhì)時，密度更是不可缺少的基本物理量，液態(tài)金屬所有的基本性質(zhì)，如粘度、表面張力等都與液態(tài)金屬密度息息相關(guān)。

在工程應(yīng)用的方面，液態(tài)金屬的密度廣泛應(yīng)用于提煉過程中物質(zhì)平衡，金屬-熔渣的反應(yīng)動力學(xué)，冶煉爐中傳熱計算等。對于液態(tài)金屬和爐渣的分離過程，非金屬夾渣物在液態(tài)金屬中上浮的速度主要取決于液態(tài)金屬和爐渣兩相的密度差。此外，液態(tài)金屬或合金體積變化的規(guī)律及微觀機(jī)制對理解凝固過程具有重要意義。因此無論從工程技術(shù)方面還是科學(xué)研究方面來看，獲得精確的液態(tài)金屬或合金的密度數(shù)據(jù)都具有非常重要的意義。

對于常溫下固態(tài)金屬密度的測量非常簡單方便，已有前人做過大量工作。然而與常溫固態(tài)金屬情形不同，對于高溫金屬或合金熔體的密度，迄今為止還沒有方便、快捷的測量手段。在過去的幾百年間，人們已經(jīng)測量和積累了部分的液態(tài)純金屬和二元合金密度的數(shù)據(jù)，但由于技術(shù)條件的限制，比較可靠的數(shù)據(jù)還僅限于普通的低熔點金屬及其合金，對于其他金屬或合金，由于金屬化學(xué)活性太強(qiáng)或熔點太高，精確的熔體密度值還有待測量。總而言之，已有的液態(tài)金屬或合金的密度數(shù)據(jù)，無論是精度上還是數(shù)量上都還遠(yuǎn)不能滿足科學(xué)研究和工程應(yīng)用的要求。

在液態(tài)金屬和合金密度的測量技術(shù)方面，目前比較常見的測量方法主要有Archimedean法、密度計法和膨脹計法等。但這些方法都有不同程度的缺陷和不足。如Archimedean法要求液態(tài)金屬實驗的體積較大，而且實驗輔助材料的選取困難，限制因素較多；而對于膨脹計法，表面張力的存在毫無疑問會影響實驗的測量精度。因此，為了促進(jìn)液態(tài)金屬和合金相關(guān)理論和應(yīng)用的發(fā)展，獲得更多、更精確的液態(tài)金屬和合金的密度數(shù)據(jù)，需要開發(fā)出一種操作簡單方便、測量范圍廣、測量精度高的熔體密度測量設(shè)備及測量技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提出了一種液態(tài)金屬密度的測量設(shè)備的應(yīng)用，以期能利用操作簡單、測量方便的測量設(shè)備獲得精確度高的液態(tài)金屬和合金的熔體密度數(shù)據(jù)，從而能為液態(tài)金屬和合金的相關(guān)理論研究和工程應(yīng)用提供可靠的技術(shù)支持和數(shù)據(jù)支撐。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種液態(tài)金屬密度測量設(shè)備的應(yīng)用的特點是，

所述液態(tài)金屬密度測量設(shè)備包括：頂板、上端石英管、待測試金屬樣品、下端石英管、固定石墨塊和滑動塊；

由所述頂板、滑動塊和固定石墨塊按從上到下的順序構(gòu)成主體模塊；所述滑動塊在所述頂板和固定石墨塊之間為水平可移動結(jié)構(gòu)；