[实用新型]一种变速旋转离心方法自动提取溶液中微小粒子的装置

说明书

本实用新型涉及金属物理研究技术领域，具体指一种变速旋转离心方法自动提取溶液中微小粒子的装置。该装置包括控制面板、控电柜、伺服电机电动推杆、支撑平台、表面皿、电磁铁、三轴直角坐标系机构、塑料软管、真空泵、密封罩、水平指示器等。通过控制面板的设置，来调节机械部分的运动模式和运动参数，承装有目标溶液的表面皿固定在支撑平台上，由伺服电机电动推杆的动作来实现表面皿内部溶液的目标运动模式，由三轴直角坐标系机构、塑料软管和真空泵协同作用来实现液体的滴入与吸出。本实用新型将数字控制系统、机械动作装置结合到一起，并集成溶液的自动加入与移取系统、电磁铁自动吸附装置，极大地简化实验过程的操作难度，提高实验的操作精度。

技术领域

本实用新型涉及金属物理研究技术领域，具体指一种变速旋转离心方法自动提取溶液中微小粒子的装置，通过化学或电解等方法侵蚀掉金属基体，将金属中第二相粒子萃取至溶液中，通过变速旋转离心的方式自动分离和提纯溶液中的金属中第二相粒子(包括夹杂物、碳化物、其他微粒等)。

背景技术

钢铁材料中的第二相粒子直接影响着材料性能。因此，第二相粒子的类型、数量、尺寸、形貌和分布等是评定材料质量的重要指标。金属材料中的第二相粒子一般尺寸较小，但尺度跨度范围较大，常为纳米级、微米级甚至准毫米级。对于金属中第二相粒子的研究一般会采用二维观察的方式，包括金相显微镜、扫描电子显微镜或者透射电子显微镜，但由于二维观察受限于所选的基体观察截面，不能准确地显示粒子的三维形貌，难以反映粒子的完整信息，因此常采用侵蚀基体或无损伤地提取金属中粒子的方式，对第二相粒子进行三维形貌分析。目前主要采用化学侵蚀(酸、卤素-甲醇溶液等)和电解侵蚀两种方式来溶解金属基体，收集得到其中的第二相粒子进行观察。然而，常规过滤或淘洗的收集方式，均为全手动操作，不仅增加人力成本和时间成本，且实验结果受人为因素干扰极大，定量困难，还会造成第二相粒子中杂质含量高、第二相粒子流失严重等问题，甚至会不同程度地破坏第二相粒子的原始性状。

以钢铁材料为例，专利公告号为CN 100593706 C的中国专利“电解法提取钢中超细夹杂物的方法”、专利公告号为CN 102538703 B的中国专利“一种全尺寸提取和观察钢中非金属夹杂物三维形貌的方法”、专利公告号为CN 103060885 B的中国专利“高效提取钢中夹杂物的电解装置及方法”等，公开一种采用有机液电解的方法侵蚀钢基体的装置，通过过滤电解液的方式来分离钢中的超细夹杂物的方法。专利公告号为CN 103604687 B的中国专利“一种利用电解磁选法完整提取钢中夹杂物的方法”、申请公布号为CN 107167487 A的中国专利“一种电解提取钢中第二相粒子的集成装置及方法”等专利，公开采用有机液电解实验后，提出通过吹气淘洗或手动淘洗的方式来分离钢中的夹杂物的方法；专利公告号为CN106053175 B的中国专利“一种萃取工具钢中碳化物的简易方法”等专利，公开一种通过直接高速离心溶液的方式获得钢中碳化物粉末。题目为“Characteristics of Alumina-Based Inclusions in Low Carbon Al-Killed Steel under No-Stirring Condition”(Steel Research International,2013,84(9):878-891.)等文章中介绍采用酸等侵蚀液对基体溶解后，采用过滤或抽滤侵蚀液的方式来分离钢中夹杂物的方法。但是，无论是通过化学侵蚀方法还是电解萃取方法获得富含夹杂物或者碳化物的粉末后，后续分离处理手段均存在较大的问题。常规做法是采用抽滤或者压滤的方式来处理，采用此方法能够在滤膜上获得离散分布的夹杂物或碳化物，但存在较大的随机性，在多数视场下，阳极泥或基体颗粒与目标粒子混淆严重。因此，如何进行合理高效的夹杂物无损分离，成为目前国内外研究人员在夹杂物表征领域面临的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用变速旋转离心方式自动提取溶液中微小粒子的装置，解决现有的化学或者电解侵蚀基体方法提取金属材料中的第二相粒子的如下技术问题：(1)难以获得大量均匀分布的夹杂物粒子；(2)难以高效去除液体中的杂质粒子；(3)难以保存全部种类的夹杂物。