[发明专利]金属熔体润湿测试装置及基板润湿性能的测试方法

说明书

本发明具体公开一种金属熔体润湿测试装置，包括密封且中空的腔体，腔体的底部安装有放置待测基板的基板平台，基板平台开设有用于对待测基板进行恒温或冷却的冷却液循环通道；待测基板可拆卸的水平固定于基板平台上；在腔体内的基板平台正上方安装有放置待测金属的容器，容器与基板平台正相对的端面开设有用于通过待测金属熔体液滴的通孔；容器外壁缠绕有用于对待测金属进行加热的电磁感应线圈；在腔体壁面上安装有用于内窥的透光玻璃，透光玻璃的安装位置与基板平台处于同一水平面上，并且透光玻璃的高度大于或等于基板平台至容器的距离；腔体还安装有用于实现对腔体、容器进行抽真空的管道。本发明可准确测量金属熔体在低温固体表面的润湿性。

技术领域

本发明涉及金属熔体与基板润湿性能检测技术领域，尤其涉及一种金属熔体润湿测试装置及基板润湿性能测试方法。

背景技术

金属熔体在固体上的润湿问题是材料科学和物理领域中的重要问题。目前关于金属液滴润湿方面的研究，主要集中在金属熔体与固相的润湿行为，因为金属熔体与固相的润湿情况很大程度上决定了材料的制备可能性和最终使用性能，而一般来说，金属熔体与固相的润湿主要通过接触角的直观而有效的实现衡量。

目前金属熔体在固体表面的润湿性通常采用座滴法，即将待测金属放置在某固体材料的基板上，在真空或者保护气氛的环境下，将金属加热至熔化，测量熔体与固体基板间的润湿角即可。这种方法的特点是，需要同时加热待测金属和基板，以便很好的反映出金属熔体与高温固体基板的润湿行为。这种方法适用于对某些方面的应用提供数据指导，比如钎料焊接。但是，应用座滴法的先决条件是，被测金属的熔点比固体基板的熔点低，否则固体基板将先熔化而导致无法测量。因此，座滴法一般只适用于测量常规金属熔体在陶瓷、玻璃、高温合金、难溶合金表面的润湿性，不能用于测量低熔点材料，如不适用于铝合金、镁合金、铜合金表面的润湿性。具体上述方法无法测量钢铁(熔点为1400～1450℃)在铜合金(熔点1000～1050℃)上的润湿性。

此外，高温熔体在高温固体表面的润湿性并不能与高温熔体在低温固体表面的润湿性相互等同，当生产实际中面对的是高温熔体在低温固体表面的润湿性时，上述方法无法给出正确的润湿数据，比如，压铸生产中模具通有冷却水保持室温，需要了解的是熔融金属液体在冷模具表面的润湿性。因此，有必要对目前的座滴法进行改进，解决能够解决高温熔体在低温固体表面润湿性的测量问题。

发明内容

针对现有座滴法存在的无法测量高温熔体在低温固体表面的润湿性等问题，本发明提供一种金属熔体润湿测试装置。

进一步地，本发明在上述金属熔体润湿测试装置的基础上，还提供了一种基板润湿性能测试方法。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种金属熔体润湿测试装置，包括密封且中空的腔体，所述腔体的底部安装有放置待测基板的基板平台，所述基板平台开设有用于对所述待测基板进行恒温或冷却的冷却液循环通道；所述待测基板可拆卸地水平固定于所述基板平台上；

在所述腔体内的所述基板平台正上方安装有放置待测金属的容器，所述容器与所述基板平台正相对的端面开设有用于通过待测金属熔体液滴的通孔；所述容器外壁缠绕有用于对所述待测金属进行加热的线圈；

在所述腔体壁面上安装有用于内窥的透光玻璃，所述透光玻璃的安装位置与所述基板平台处于同一水平面上，并且所述透光玻璃的高度大于或等于所述基板平台至所述容器的距离；

所述腔体还安装有用于实现对所述腔体及所述容器进行抽真空或输送气体的管道。

本发明提供的金属熔体润湿测试装置，由于待测基板与基板平台直接接触，而且基板平台开设有可以通入循环冷却液的循环通道，确保待测基板表面温度固定不变，解决了座滴法中无法测量低熔点待测基板的问题，同时只要该装置采用不同的冷却液，就可以改变待测基板表面的温度，实现金属熔体与处于常温或者低温下待测基板润湿性的测量。