金属熔体润湿测试装置及基板润湿性能的测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术可准确测量金属熔体在低温固体表面的润湿性。

Testing device for the wetting of metal melt and testing method for the wettability of substrate

The invention discloses a metal melt wetting test device comprises a cavity and the sealing hollow cavity, are installed on the bottom of the substrate platform placed measured substrate. The substrate platform is provided with a cooling fluid circulation channel measuring substrate treated temperature or cooling; the measured substrate detachable level platform is fixed on the substrate; the substrate the platform in the cavity is installed above the container placed the metal, surface vessels and substrate opposite platform is provided with a through hole of molten metal droplets to be tested; the outer wall of the container is wound for measuring metal electromagnetic induction coil for heating; a transparent glass used for endoscope is installed in the cavity on the wall, and the mounting position of the transparent glass substrate platform in the same horizontal plane, and the transparent glass height is greater than or equal to the distance to the container substrate platform The cavity is also equipped with a pipe for vacuuming the cavity and the container. The invention can accurately measure the wettability of the metal melt on the low temperature solid surface.

【技术实现步骤摘要】
金属熔体润湿测试装置及基板润湿性能的测试方法
本专利技术涉及金属熔体与基板润湿性能检测
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
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，本专利技术提供一种金属熔体润湿测试装置。进一步地，本专利技术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。为达到上述专利技术目的，本专利技术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。本专利技术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。进一步地，本专利技术提供了一种基板润湿性能测试方法，所述基板润湿性能测试方法采用如上所述的金属熔体润湿测试装置进行测试，至少包括以下步骤：步骤S01、将待测基板固定于所述基板平台上，同时将待测金属置于所述容器内；步骤S02、对所述腔体进行抽真空处理，并采用惰性气体对所述腔体进行反复清洗，然后充入惰性气体；步骤S03、启动与所述冷却循环通道连通的冷却循环装置，对所述待测基板进行冷却处理，确保所述待测基板温度恒定；步骤S04、对所述线圈进行通电，使得所述待测金属发生熔融，同时采用红外测温仪通过透光玻璃对所述待测金属的熔体进行测试；步骤S05、调节所述线圈的加热温度，然后向所述容器内通入惰性气体，使得所述待测金属的熔体滴落至所述待测基板上，并立即通过接触角测量仪测量滴落的所述熔体的接触角。本专利技术的基板润湿性能测试方法，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。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术金属熔体润湿测试装置结构示意图；图2是本专利技术金属熔体润湿测试装置基板平台正视图；图3是本专利技术金属熔体润湿测试装置基板平台俯视图；图4是本专利技术金属熔体润湿测试装置基板平台B-B剖视图；图5是本专利技术金属熔体润湿测试装置基板俯视图；图6是本专利技术金属熔体润湿测试装置基板仰视图；图7是本专利技术金属熔体润湿测试装置基板A-A剖视图；图8是本专利技术金属熔体润湿测试装置另一实施例基板平台仰视图；图9是本专利技术金属熔体润湿测试装置图7所示基板平台C-C剖视图；图10是本专利技术金属熔体润湿测试装置另一实施例基板俯视图；图11是本专利技术金属熔体润湿测试装置又一实施例基板主视图；图12是本专利技术金属熔体润湿测试装置又一实施例基板平台主视图；图13是本专利技术金属熔体润湿测试装置又一实施例基板平台俯视图；图14是本专利技术金属熔体润湿测试装置又一实施例基板平台D-D剖视图；图15是本专利技术金属熔体润湿测试装置又一实施例基板俯视图；图16是本专利技术金属熔体润湿测试装置又一实施例基板仰视图；图17是本专利技术金属熔体润湿测试装置又一实施例基板主视图；图18是本专利技术实施例1的测试方法对待测金属为Zr55Cu30Ni10Al5(简称Zr55)，待测基板为Cu的润湿图像；图19是本专利技术实施例2的测试方法对待测金属为Zr55Cu30Ni10Al5(简称Zr55)，待测基板为WC/Cu的润湿图像；图20是本专利技术实施例3的测试方法对待测金属为Zr55Cu30Ni10Al5(简称Zr55)，待测基板为CrCu的润湿图像；图21是本专利技术实施例4的测试方法对待测金属为Zr55Cu30Ni10Al5(简称Zr55)，待测基板为CrZrCu的润湿图像；图22是本专利技术实施例5的测试方法对待测金属为Zr55Cu30Ni10Al5(简称Zr55)，待测基板为BeNiCu的润湿图像；图23是本专利技术实施例1的测试方法对待测金属为Zr55Cu30Ni10Al5(简称Zr55)，待测基板为BeCoCu的润湿图像。其中，1-腔体，11-透光玻璃，12-管道；2-基板平台，21-基板平台冷却液循环通道；3-待测基板；4-容器；5-线圈；6-红外测温仪。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属熔体润湿测试装置，其特征在于：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电磁感应线圈；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。

【技术特征摘要】
1.一种金属熔体润湿测试装置，其特征在于：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电磁感应线圈；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。2.如权利要求1所述的金属熔体润湿测试装置，其特征在于：所述待测基板与所述容器的距离为0.5cm～1.0cm。3.如权利要求1所述的金属熔体润湿测试装置，其特征在于：所述通孔的直径为0.2mm～0.6mm。4.如权利要求1所述的金属熔体润湿测试装置，其特征在于：所述待测基板的厚度为2mm～5mm。5.如权利要求1所述的金属熔体润湿测试装置，其特征在于：所述容器为一端开口且另一端开设有所述通孔的石英管、石墨管或陶瓷管。6.一种基板润湿性能的测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡强，严意宏，王金苗，曾燮榕，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44