一种超高温熔体界面流变及三明治效应表面张力测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超高温熔体界面流变及三明治效应表面张力测试装置，属于界面化学分析测试技术领域。包括耐高温套管、密封法兰、法兰固定压板、密封压板和至少一组注射机构，所述密封法兰中心设有观察玻璃，密封法兰与所述耐高温套管一端固定，所述法兰固定压板套接在所述耐高温套管上并与密封法兰固定。通过悬滴高温样品皿、停滴高温样品皿能够形成熔融状态下的样品悬滴和样品停滴，并且通过活塞顶柱可有效实现增加、减小所形成的悬滴以及约束停滴的目的，获取多个测试结果，从而实现在超高温、真空条件下测试超高温熔体界面流变以及三明治表面张力效应的目的，为航空航天、治金行业提供可靠的材料分析工具，测值精度高，操作方便。

A Measuring Device for Interfacial Rheology and Sandwich Effect Surface Tension of Ultra-high Temperature Melt

The utility model discloses a surface tension testing device for interfacial rheology and sandwich effect of ultra-high temperature melt, which belongs to the technical field of interfacial chemical analysis and testing. The utility model comprises a high temperature resistant sleeve, a sealing flange, a flange fixed pressing plate, a sealing pressing plate and at least a group of injection mechanisms. The center of the sealing flange is provided with observation glass, the sealing flange is fixed at one end of the high temperature resistant sleeve, and the flange fixed pressing plate is sleeved in the high temperature resistant sleeve and fixed with the sealing flange. The suspended droplets and suspended droplets can be formed by suspending droplets in high temperature sample dishes and high temperature sample dishes in melting state, and the purpose of increasing and decreasing the suspended droplets and restraining the suspended droplets can be effectively realized by piston crown column, and many test results can be obtained, thus the interfacial rheology of ultra-high temperature melt and the surface tension effect of sandwich can be tested under ultra-high temperature and vacuum conditions. The purpose is to provide reliable material analysis tools for aerospace and gold industry with high accuracy and easy operation.

【技术实现步骤摘要】
一种超高温熔体界面流变及三明治效应表面张力测试装置
本技术涉及一种超高温熔体界面流变测试装置，同时可用于分析如2000度超高温条件下合金熔体的表面张力三明治效应，属于界面化学分析测试

技术介绍
超高温熔体的界面流变性质目前的条件下通常是通过扭矩测量法的流变测试装置，测试的时候需要将被测试合金材料置入超高温管式炉内，再进行测试转子在样品中的扭矩变化实现熔体流变性质的测量。但是，这样的测量方法无法将合金材料的合组份的流变性质无法进行有效测量，同时，测试的精确度不够，无法满足材料科学的高性能的数据表征要求。本公司（上海梭伦信息科技有限公司）在专利号ZL201110244512.9《液滴影像法界面流变测试方法和装置》中公布了一种采用影像法原理测试样品的表面张力或界面张力的方法，并通过分析按正弦等波形振荡的液滴的体积与表面张力或界面张力的相位角偏差值，表征样品流变性质的方法。该专利提出的装置只能用于低于200度样品的测试，对于超高温条件下的界面流变性质以及表面张力测量均无法实现。从表面张力测试技术而言，目前有铂金板法(WilhelmyPlatemethod)、铂金环法(DuNouyRingmethod)、最大气泡法、滴体积法以及悬滴法、停滴法等等。专利ZL200410044059.7公开了一种液态金属及液态合金表面张力的快速测定装置，采用了气泡法，利用传感器检测压力差和温度，计算获得液态金属及液态合金表面张力值；专利中的结构非常复杂，操作不易，测值结果通常受标定物的影响较大。专利TW289661和专利CN201020580129.1公开的方法都基于悬滴法原理，分别采用铂铑合金或铂铱合金材料的针管型支架和圆环形支架作为悬挂支架；以及专利ZL201510829913.9《一种全陶瓷表面张力测试架及测试方法》公布了一种圆锥形结构的悬滴形成装置。如上三个专利均是对形成悬滴的结构进行了简单的创新，但在形成液滴过程中无法控制液滴的体积，无法对悬滴的悬挂住进行有效控制，因而导致测值精度很低，无法满足界面流变的测试需求。“高温熔体表面张力测量方法的进展”，化学通报，2004，67（11）：802-807）公布了一种通过停滴法测试熔体表面张力的理论上的测试方法，但在具体的操作实践中，由于停滴采用的均是整个平板，平板的自有表面自由能会明显影响液滴的形状，因而，同样存在测值结果完全不可信的严重缺陷。《高温熔体体积质量及表面张力测试新方法》（东北大学学报（自然科学版），1996,17（5）：503-507）公布了一种双柱联称法用于测试表面张力值，这种方法是铂金板法的一种变形形式，测值过程受温度影响而导致测值结果出现偏差，且测试中，接触角值以及浮力的修正因子均非常难实现，测值的实际意义不大。实验结果显示，混合液体系如油墨、涂料、农药等均存在表面张力的三明治效果，即与固体接触层的和与空气接触层表面张力存在明显的差异。同样地，合金材料熔液为多种材料的混合物，存在显见的表面张力三明治效应。专利ZL201621251068.8《利用表面张力检测牛奶SDS的装置》中，我们公布了一种常规温度条件下的表面张力三明治效应的测量装置。通过专利我们提出了采用悬滴法测试液体下层表面张力，通过约束停滴法测试液体上层表面张力的构想，并完成了最终的测试目的。但是该装置的结构无法实现在超高温条件下的安装，无论是针头、进液控制系统均实现耐高温的目标。为此，迫切需要一种能够实现在如1600度、1800度、2000度等超高温温度条件下，通过测试表面张力三明治效应，测量表面张力的上下层的差异值，评估分层效果，同时，测试三明治效应下的上、下层的各自表面张力随体积的变化，并分析表面张力与体积变化的相位角与振幅的变化，分析得到熔体的界面粘弹系数。通过这样的高精密的熔体界面流变及三明治表面张力分析装置，满足航空、航天、特种材料领域对高精尖金属、合金材料的研发的需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于：提供一种超高温熔体界面流变及三明治效应表面张力测试装置，解决超高温条件下液滴量的控制（进液与吸液），形成悬滴以及约束停滴的液滴形态，从而实现可以测试超高温条件下金属或合金熔体的界面流变性质以及表面张力三明治效应的测试需求的目的，以解决目前冶金行业研发新的航天航空材料、特种金属材料中对表面张力、界面流变等物性的测试需求。本技术所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：一种超高温熔体界面流变及三明治效应表面张力测试装置，包括耐高温套管、密封法兰、法兰固定压板、密封压板和至少一组注射机构，所述密封法兰中心设有观察玻璃，密封法兰与所述耐高温套管一端固定，所述法兰固定压板套接在所述耐高温套管上并与密封法兰固定；至少一组所述注射机构呈上下交替设置在密封法兰上，所述注射机构包括高温注射泵和高温注射管，所述高温注射管与密封法兰固定且其水平伸入耐高温套管内，所述高温注射泵与高温注射管固定，高温注射泵的活塞顶柱直径与高温注射管内径匹配且其伸入至高温注射管中，上方注射机构的高温注射管伸入耐高温套管的一端固定有与其连通的悬滴高温样品皿，下方注射机构的高温注射管伸入耐高温套管的一端固定有与其连通的停滴高温样品皿，所述悬滴高温样品皿底部开孔且其顶端设有密封塞，所述停滴高温样品皿顶部开孔且其底端设有密封塞，所述密封压板与密封法兰固定。通过采用上述技术方案，在测试时，将本测试装置的耐高温套管安装到超高温工炉内并在高温样品皿中放入待测试样品使其形成熔融状态，样品呈熔融状态后从开孔位置处冒出形成滴状形成悬滴和停滴，从观察玻璃处可以观察到两种状态下形成的液滴轮廓，控制高温注射泵活塞顶柱的前进和后退，从而改变悬滴、停滴时液滴大小，形成多个轮廓图片，丰富测试结果，从而实现在超高温、真空条件下测试超高温熔体界面流变以及三明治表面张力效应的目的，为航空航天、治金行业提供可靠的材料分析工具，测值精度高，操作方便，具有非常高的推广价值。作为优选实例，所述注射泵包括伺服电机、驱动丝杆、滑动板、固定架和活塞顶柱，所述固定架与所述注射管固定且固定架上安装有导轨，所述伺服电机固定在固定架上且其与驱动丝杆连接，所述滑动板滑动安装在导轨上且其与所述活塞顶柱固定，驱动丝杆驱动滑动板沿导轨滑动。作为优选实例，所述法兰固定压板与所述耐高温套管之间设有O型密封圈，进一步提高密封性。作为优选实例，所述高温注射管与所述密封法兰之间设有密封圈，进一步提高密封性。作为优选实例，所述观察玻璃端面与所述密封法兰之间设有密封垫圈，观察玻璃侧面与密封法兰之间设有O型密封圈，进一步提高密封性。作为优选实例，所述高温注射管内壁设有密封槽且所述密封槽内设有O密封圈和/或高温注射管端面设有螺纹并通过压环将O型密封圈压入与活塞顶柱之间形成密封，进一步提高密封性。作为优选实例，所述悬滴高温样品皿为平口漏斗状样品皿，所述停滴高温样品皿为无底杯装样品皿，从而分别为熔滴的悬滴或约束停滴提供可能。作为优选实例，所述悬滴高温样品皿、所述停滴高温样品皿的开孔位置上均设有针头结构，便于形成悬滴和停滴。作为优选实例，所述耐高温套管、所述悬滴高温样品皿、所述停滴高温样品皿、所述注射管、所述注射泵的活塞顶柱的材质为刚玉、石墨、钨、钼、铂铑合金中的一种，提高其耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超高温熔体界面流变及三明治效应表面张力测试装置，其特征在于：包括耐高温套管、密封法兰、法兰固定压板、密封压板和至少一组注射机构，所述密封法兰中心设有观察玻璃，密封法兰与所述耐高温套管一端固定，所述法兰固定压板套接在所述耐高温套管上并与密封法兰固定；至少一组所述注射机构呈上下交替设置在密封法兰上，所述注射机构包括高温注射泵和高温注射管，所述高温注射管与密封法兰固定且其水平伸入耐高温套管内，所述高温注射泵与高温注射管固定，高温注射泵的活塞顶柱直径与高温注射管内径匹配且其伸入至高温注射管中，上方注射机构的高温注射管伸入耐高温套管的一端固定有与其连通的悬滴高温样品皿，下方注射机构的高温注射管伸入耐高温套管的一端固定有与其连通的停滴高温样品皿，所述悬滴高温样品皿底部开孔且其顶端设有密封塞，所述停滴高温样品皿顶部开孔且其底端设有密封塞，所述密封压板与密封法兰固定。

【技术特征摘要】
1.一种超高温熔体界面流变及三明治效应表面张力测试装置，其特征在于：包括耐高温套管、密封法兰、法兰固定压板、密封压板和至少一组注射机构，所述密封法兰中心设有观察玻璃，密封法兰与所述耐高温套管一端固定，所述法兰固定压板套接在所述耐高温套管上并与密封法兰固定；至少一组所述注射机构呈上下交替设置在密封法兰上，所述注射机构包括高温注射泵和高温注射管，所述高温注射管与密封法兰固定且其水平伸入耐高温套管内，所述高温注射泵与高温注射管固定，高温注射泵的活塞顶柱直径与高温注射管内径匹配且其伸入至高温注射管中，上方注射机构的高温注射管伸入耐高温套管的一端固定有与其连通的悬滴高温样品皿，下方注射机构的高温注射管伸入耐高温套管的一端固定有与其连通的停滴高温样品皿，所述悬滴高温样品皿底部开孔且其顶端设有密封塞，所述停滴高温样品皿顶部开孔且其底端设有密封塞，所述密封压板与密封法兰固定。2.根据权利要求1所述的一种超高温熔体界面流变及三明治效应表面张力测试装置，其特征在于：所述注射泵包括伺服电机、驱动丝杆、滑动板、固定架和活塞顶柱，所述固定架与所述注射管固定且固定架上安装有导轨，所述伺服电机固定在固定架上且其与驱动丝杆连接，所述滑动板滑动安装在导轨上且其与所述活塞顶柱固定，驱动丝杆驱动滑动板沿导轨滑动。3.根据权利要求1所述的一种超高温熔体界面流变及三明治效应表面张力测试装置，其特征在于:所述法兰固定压板与所述耐高温套管...

【专利技术属性】
技术研发人员：施健辉，施语辰，
申请(专利权)人：上海梭伦信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31