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上海梭倫新獲得超高溫真空條件下懸滴法表面張力及界面流變儀發明專利

2019-6-27 15:21:51

上海梭倫新獲得超高溫真空條件下懸滴法表面張力及界面流變儀發明專利?!兑环N超高溫熔體界面流變及三明治效應表面張力測試裝置》專利號:201821709474.3。

本實用新型公開了一種超高溫熔體界面流變及三明治效應表面張力測試裝置,屬于界面化學分析測試技術領域。包括耐高溫套管、密封法蘭、法蘭固定壓板、密封壓板和至少一組注射機構,所述密封法蘭中心設有觀察玻璃,密封法蘭與所述耐高溫套管一端固定,所述法蘭固定壓板套接在所述耐高溫套管上并與密封法蘭固定。通過懸滴高溫樣品皿、停滴高溫樣品皿能夠形成熔融狀態下的樣品懸滴和樣品停滴,并且通過活塞頂柱可有效實現增加、減小所形成的懸滴以及約束停滴的目的,獲取多個測試結果,從而實現在超高溫、真空條件下測試超高溫熔體界面流變以及三明治表面張力效應的目的,為航空航天、治金行業提供可靠的材料分析工具,測值精度高,操作方便。

目前市場現有的熔體接觸角測量儀通常僅僅是高溫量角器,其特征在于其測試方法為圓擬合或橢圓擬合算法。國外的儀器廠商雖然提供了Young-Laplace方程擬合算法,但是,在實際測值中,由于剛玉片表面的粗糙度、化學多樣性、異構性的影響,極難形成左、右一致的角度值。而在重力影響條件下,圓、橢圓無法準確用于精確、可重復的接觸角值測量。同時,由于熔體的密度通常均比較大,因而,重力的修正是測得重復性、絕對值接觸角的關鍵。

值得注意的是,如上商業化的超高溫熔體接觸角測量儀事實上僅僅能夠完成接觸角的測量。雖然在其技術參數中提出了有表面張力測量的功能,但是,由于其測試的裝置中并無超高溫熔體的注射泵,因而,無法形成懸滴,也無法實現表面張力的測量。其指標項的表面張力測量僅僅是理論上的可行或是軟件部分具有這個功能,硬件部分沒有超高溫表面張力的功能或僅提供在常規溫度條件下的懸滴法的表面張力測量。

驗證的辦法很簡單,讓這些商業化的儀器廠商提供超高溫條件下的熔體的懸滴圖像,如下所示:

超高溫熔體懸滴表面張力圖片

超高溫熔體懸滴表面張力圖片

超高溫熔體懸滴表面張力圖片

超高溫熔體懸滴表面張力及接觸角圖片

可以看出,接觸角測量儀熔體的接觸角左、右接觸角值極難得到一致的角度值。阿莎算法(ADSA-RealDrop)可以測試得到左、右角度值,是較為合理的測試算法。

如上接觸角的圖片在Young-Laplace擬合的結果如下所示:

超高溫熔體懸滴表面張力及接觸角圖片

可以看出,該接觸角分析軟件中無法實現右側的輪廓的重合,顯然,角度值的可信度也極低。

超高溫熔體懸滴表面張力及接觸角圖片

通過接觸角測量儀軟件的橢圓擬合算法,可以測得左、右角度值,但是,其趨勢并非與阿莎算法一致,精度也一般。

上海梭倫新的專利,可以實現表面張力的三明治效應的測量,懸滴超高溫熔體的表面張力測量、界面流變測量,可廣泛應用于熔體材料的界面化學物性分析。

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