[發明專利]一種測量不同溫度下堿金屬表面張力系數的方法與裝置

在審

• 申請號: 202110315077.8
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN112986061A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 萬珍平;鄒金虎;何子聰;湯勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N13/02
• 分類號: G01N13/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

本發明公開了一種測量不同溫度下堿金屬表面張力系數的方法與裝置，裝置包括用于熔化堿金屬的電加熱臺；用于盛裝堿金屬熔液的容器；用于測量堿金屬熔液表面張力系數的吸液芯；用于加熱吸液芯的加熱器；用于夾持、并調整吸液芯高度的升降機構，本測量不同溫度下堿金屬表面張力系數的方法與裝置，具有技術手段簡便易行，造價低廉，能夠快捷準確地測量出堿金屬在不同的溫度的表面張力系數，具有重要的科學價值和工程應用價值。

技術領域

本發明涉及堿金屬物性參數測量及高溫熱管傳熱技術領域，尤其涉及一種測量不同溫度下堿金屬表面張力系數的方法與裝置。

背景技術

關于堿金屬的物性參數，本領域技術人員熟知，不同溫度下的粘度系數可以根據現有的經驗公式計算，而不同溫度下的表面張力系數卻難以獲得。

液體表面張力是作用于液體表面讓其表面積縮小的力，表面張力系數是描述液體表面張力的大小的物理量。

鈉、鉀、鋰等堿金屬具有活潑的性質，極易被氧化，它們的熔點在200℃以內。

測量高溫熔融狀態下的堿金屬表面張力系數，除了要在氣氛保護環境下避免堿金屬被氧化、將實驗設備放入手套箱中，還要把常溫下呈固態的堿金屬加熱至熔融狀態，而周圍環境的溫度也將非常高，常用的表面張力系數測量方法如拉脫法、最大氣泡法、毛細升高法等需要力敏傳感器、顯微鏡等精密儀器，難以在高溫環境下工作，也很難在手套箱的狹窄空間里操作。

所以，適用于普通液體的表面張力系數測量手段，難以用來測量堿金屬表面張力系數。

發明內容

本發明的目的是針對堿金屬極易被氧化，且必須在高溫下將堿金屬熔化后測量表面張力的技術難題，提供一種測量不同溫度下堿金屬表面張力系數的方法與裝置。

本發明通過下述技術方案實現：

一種測量不同溫度下堿金屬表面張力系數的裝置，包括：

用于熔化堿金屬的電加熱臺6；

用于盛裝堿金屬熔液的容器5；

用于測量堿金屬熔液表面張力系數的吸液芯12；

用于加熱吸液芯12的加熱器；

用于夾持、并調整吸液芯12高度的升降機構，以改變吸液芯12的下端部插入堿金屬熔液液面下的插入深度。

所述吸液芯12為一根一側表面開設有多條軸向分布的矩形溝槽12-1的條形金屬板；

所述加熱器包括一金屬塊2、一加持板11和一嵌入金屬塊2內部的電加熱棒14；

所述金屬塊2具有一個平面，該平面開設有一凹槽；在加持板11與金屬塊2的夾持作用下，將吸液芯12壓嵌在該凹槽內；吸液芯12的矩形溝槽12-1面與加持板11相貼合，已形成多條軸向毛細通道。

在金屬塊2上設置貼片熱電偶10，并與加熱棒14一同連接至溫控器3。

本裝置，還包括一固定在吸液芯12一側的標尺9，和放置在吸液芯12另一側的攝像機4構成的毛細高度記錄組件；

該毛細高度記錄組件，用于記錄堿金屬熔液在吸液芯中產生毛細現象時，上升的最大高度和上升速度。

所述升降機構包括橫向支撐桿1、縱向支撐桿8和支撐基座7；

所述縱向支撐桿8底端固定在支撐基座7上；

所述橫向支撐桿1的一端通過帶鎖緊螺母的滑套8-1，連接在縱向支撐桿8上；

所述吸液芯12上端及標尺9共同夾持固定在橫向支撐桿1的另一端；

以改變吸液芯12的下端部，插入堿金屬熔液液面下的插入深度。