[发明专利]一种液态金属密度测量设备的应用

说明书

本发明公开了一种液态金属密度测量设备的应用，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。

本申请是申请日为：2015年09月08日、申请号为：2015105682073、名称为：一种液态金属密度测量设备及测量方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种液态金属密度测量设备的应用，适用于绝大多数金属、合金或其它非金属材料在熔融态下密度的测量。

背景技术

密度作为描述物质状态的一个重要序参量，无论是对于空间长程有序的固体晶体，还是对于长程无序的液体和气体，其重要性都不言而喻。在液态金属或合金中，密度是反映体系原子堆积状态的最直接的参数，其数值大小直接决定了表征熔体空间原子结构的径向分布函数的大小。在液-液转变、液-固相转变等现象中，密度是构建相关理论的基础。在讨论液态金属的基本行为和性质时，密度更是不可缺少的基本物理量，液态金属所有的基本性质，如粘度、表面张力等都与液态金属密度息息相关。

在工程应用的方面，液态金属的密度广泛应用于提炼过程中物质平衡，金属-熔渣的反应动力学，冶炼炉中传热计算等。对于液态金属和炉渣的分离过程，非金属夹渣物在液态金属中上浮的速度主要取决于液态金属和炉渣两相的密度差。此外，液态金属或合金体积变化的规律及微观机制对理解凝固过程具有重要意义。因此无论从工程技术方面还是科学研究方面来看，获得精确的液态金属或合金的密度数据都具有非常重要的意义。

对于常温下固态金属密度的测量非常简单方便，已有前人做过大量工作。然而与常温固态金属情形不同，对于高温金属或合金熔体的密度，迄今为止还没有方便、快捷的测量手段。在过去的几百年间，人们已经测量和积累了部分的液态纯金属和二元合金密度的数据，但由于技术条件的限制，比较可靠的数据还仅限于普通的低熔点金属及其合金，对于其他金属或合金，由于金属化学活性太强或熔点太高，精确的熔体密度值还有待测量。总而言之，已有的液态金属或合金的密度数据，无论是精度上还是数量上都还远不能满足科学研究和工程应用的要求。

在液态金属和合金密度的测量技术方面，目前比较常见的测量方法主要有Archimedean法、密度计法和膨胀计法等。但这些方法都有不同程度的缺陷和不足。如Archimedean法要求液态金属实验的体积较大，而且实验辅助材料的选取困难，限制因素较多；而对于膨胀计法，表面张力的存在毫无疑问会影响实验的测量精度。因此，为了促进液态金属和合金相关理论和应用的发展，获得更多、更精确的液态金属和合金的密度数据，需要开发出一种操作简单方便、测量范围广、测量精度高的熔体密度测量设备及测量技术。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足之处，提出了一种液态金属密度的测量设备的应用，以期能利用操作简单、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，从而能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。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种液态金属密度测量设备的应用的特点是，

所述液态金属密度测量设备包括：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；

由所述顶板、滑动块和固定石墨块按从上到下的顺序构成主体模块；所述滑动块在所述顶板和固定石墨块之间为水平可移动结构；