Прибор для совместного измерения поверхностного натяжения и работы выхода электрона жидкометаллических систем с участием компонентов с высокой упругостью насыщенного пара металлов и сплавов



Прибор для совместного измерения поверхностного натяжения и работы выхода электрона жидкометаллических систем с участием компонентов с высокой упругостью насыщенного пара металлов и сплавов
Прибор для совместного измерения поверхностного натяжения и работы выхода электрона жидкометаллических систем с участием компонентов с высокой упругостью насыщенного пара металлов и сплавов

Владельцы патента RU 2511277:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (RU)

Изобретение относится к приборам для исследования температурных и концентрационных зависимостей поверхностных свойств металлических расплавов с участием компонентов с высокой упругостью пара и может найти широкое применение в научно-исследовательской практике по физике, физической химии, материаловедении, металлургии легкоплавких металлов, заводских лабораториях и т.д. Комбинированный прибор для совместного определения температурных и концентрационных зависимостей поверхностного натяжения и работы выхода электрона жидкометаллических систем с участием компонентов с высокой упругостью насыщенного пара содержит основной резервуар с чашками-подложками для формирования больших капель исследуемых жидких сплавов. Также прибор содержит электроды для фиксации фотоэмиссионных токов, плоскопараллельные оптические окошки для фотографирования капли и освещения ее поверхности сверху монохроматизированными пучками света. При этом к корпусу резервуара вакуумно-плотно присоединена «гребенка» из необходимого по плану эксперимента количества вакуумированных ампул с блокированными внутри них полусферическими стеклянными перегородками дозированными навесками второго компонента с повышенной упругостью насыщенного пара. Техническим результатом является полное исключение свободного и неконтролируемого массопереноса летучего компонента внутри прибора, точная фиксация составов каждого из сплавов исследуемых двойных и (или) тройных систем с участием летучих компонентов, многократное уменьшение или полное исключение (в зависимости от конкретно исследуемых систем) степени запыления оптических окошек и электродов измерительного отсека прибора при измерениях эмиссионных свойств исследуемых сплавов и работы выхода электрона, расширение температурного диапазона измерений ПН и РВЭ за счет уменьшения времени и интенсивности воздействия паров летучих компонентов исследуемых сплавов на внутренние стенки прибора, увеличение долговечности и эксплуатационного периода прибора без потери основных характеристик, а также возможность повторного использования прибора для изучения других систем за счет многократного уменьшения общего времени воздействия паров агрессивных летучих компонентов исследуемых сплавов на материал, из которого изготовлен прибор. 2 ил.

 

Изобретение относится к приборам для исследования температурных и концентрационных зависимостей поверхностных свойств металлических расплавов с участием компонентов с высокой упругостью пара и может найти широкое применение в научно-исследовательской практике по физике, физической химии, материаловедении, металлургии легкоплавких металлов, заводских лабораториях и т.д.

Известны комбинированные приборы и устройства для совместного определения поверхностных и теплофизических свойств легкоплавких металлов и их бинарных и многокомпонентных сплавов и т.д., которые нашли широкое применение в научно-исследовательской практике [1-3]. Но они пригодны лишь для измерения поверхностного натяжения и работы выхода электрона жидкометаллических систем с участием компонентов, обладающих (небольшой, незаметной…) пренебрежимо малой упругостью собственного насыщенного пара. В других используются образцы жидкометаллических расплавов с широкой открытой поверхностью, что может привести к интенсивному их испарению и изменению составов исследуемых сплавов.

Наиболее близким к предлагаемому является прибор для изучения поверхностного натяжения и работы выхода электрона жидкометаллических систем [4]. Он состоит из двух резервуаров для компонентов изучаемой бинарной системы, соединенных калиброванной трубкой для добавок дозированных количеств одного компонента ко второму для получения внутри самого прибора, без нарушения вакуума, сплавов известных составов, при этом первый резервуар с чашками- подложками для формирования больших капель жидких сплавов, электродами для фиксации фотоэмиссионных токов, оптическими окнами для фотографирования капли и освещения ее монохроматизированными пучками света, одновременно выполняет функции измерительного отсека. Недостатками этого прибора являются:

- неконтролируемый массоперенос летучего компонента внутри прибора;

- невозможность точной фиксации составов сплавов исследуемых систем с участием летучих компонентов и сохранения их постоянства в течение продолжительного времени, необходимого для гомогенизации образцов и самих измерений;

- ограниченность возможностей прибора, так как он не позволяет определять поверхностное натяжение и работу выхода электрона жидкометаллических систем с участием компонента с высокой упругостью собственного насыщенного пара;

- запыление оптических окошек и электродов измерительного отсека прибора при измерениях поверхностного натяжения и работы выхода электрона исследуемых сплавов;

- значительное ограничение, накладываемое на верхний температурный диапазон измерений работы выхода электрона из-за возрастающей при этом интенсивности воздействия паров летучего компонента сплавов на внутренние стенки прибора, приводящие к «утечкам» эмиссионных токов, по которым и рассчитывается работа выхода электрона;

- существенное уменьшение срока годности и эксплуатационного периода прибора без потери основных характеристик его.

Задачей предлагаемого изобретения является существенное расширение возможностей комбинированных приборов и повышение надежности определения поверхностного натяжения и работы выхода электрона жидкометаллических систем с участием компонента с высокой упругостью собственного насыщенного пара путем исключения неконтролируемого массопереноса через паровую фазу и, следовательно, самопроизвольного изменения концентрации (составов) исследуемых сплавов в процессе их гомогенизации и длительных измерений.

Поставленная цель достигается тем, что комбинированный прибор для совместного определения температурных и концентрационных зависимостей поверхностного натяжения и работы выхода электрона жидкометаллических систем с участием компонентов с высокой упругостью насыщенного пара содержит основной резервуар с чашками-подложками для формирования больших капель исследуемых жидких сплавов, электроды для фиксации фотоэмиссионных токов, плоскопараллельные оптические окошки для фотографирования капли и освещения ее поверхности сверху монохроматизированными пучками света, а к корпусу резервуара вакуумно-плотно присоединена «гребенка» из необходимого по плану эксперимента количества вакуумированных ампул с блокированными внутри них полусферическими стеклянными перегородками дозированными навесками второго компонента с повышенной упругостью насыщенного пара.

На фиг.1 изображен прибор для совместного измерения поверхностного натяжения и работы выхода электрона жидкометаллических сплавов и возникающих из них твердых фаз с участием компонентов с повышенной упругостью собственного насыщенного пара:

1 - резервуар-смеситель для компонента-основы А и сплавов,

2 - коммуникационная трубка для подачи компонента А в резервуар 1 из верхнего бункера (не показан), напаянного выше сужения Б-Б,

3 - оптические окна для освещения и фотографирования профилей образцов-капель,

4 - большая капля исследуемого металла или сплава,

5 - чашечка-подложка,

6 - исследуемый металл,

7 - кварцевое окно,

8, 9 - молибденовые стержни,

10 - плоская чашка-подложка,

11 - анод,

12 - капилляр,

13 - U-образная трубка,

14 - приемная чашечка-бункер,

15 - коммуникационная трубка,

16 - «вентильная» емкость,

17 - капельница для подачи сплавов из резервуара 1 в плоскую чашку 10,

18 - «гребенка» с капилляром 19 и вакуумированными ампулами 20 с расположенными в них дозированными по весу навесками компонента-добавки с повышенной упругостью собственного насыщенного пара,

21 - стеклянные полусферические перегородки,

22 - дозированные навески компонента-добавки,

23 - заостренный металлический боек в стеклянной «рубашке» для вскрытия ампул,

24 - разгрузочная емкость для отпайки и хранения отработанных сплавов после завершения эксперимента.

Комбинированный прибор для совместного определения поверхностного натяжения и работы выхода электрона состоит из основного резервуара 1, в который через коммуникационную трубку 2 подается жидкий нелетучий компонент-основа (растворитель) известной массы МА из верхнего кварцевого бункера (не показан).

В корпус резервуара 1 впаяны две соосные плоскопараллельные оптические окна 3 для освещения и фотографирования профиля большой капли сплава-образца 4, которая также находится на одной оптической оси с окошками. Поскольку форма капли должна представлять собой строго осесимметричную фигуру вращения относительно направления силы тяжести [5], то она формируется в специальной чашке-подложке 5 со строго круговым срезом верхних кромок.

Нижняя часть резервуара 1 служит в качестве смесителя для готовящихся по ходу эксперимента сплавов 6 и их гомогенизации, а верхняя его половина, заканчивающаяся плоским кварцевым окном 7, представляет собой измерительный отсек прибора, внутри которого с помощью молибденовых стержней 8 и 9 жестко закреплены чашки-подложки 5 и 10 для заполнения их исследуемыми жидкометаллическими образцами. Над плоской чашкой 10 расположен анод 11 - коллектор фотоэмиссионных токов. Плоская чашка-подложка 10, электрический вакуумный ввод которого осуществлен молибденовым стержнем 9, ввинченным в нижний выступ подложки, представляет собой фотокатод. С помощью резьбового соединения в дно чашки 10, рядом с краем бортика его, введен вертикально ориентированный капилляр 12 таким образом, что его верхний конец выступает над плоским дном чашки на 3-4 мм. Нижний конец капилляра 12 находится над правым концом U-образной трубки 13, оканчивающейся приемной чашечкой-бункером 14.

Коммуникационная трубка 15, вентильная емкость 16 и капельница 17 предназначены для подачи жидких металлов и сплавов 6 в верхнюю часть измерительной ячейки для последующего заполнения ими подложек 10 и 5. К резервуару 1 вакуумно-плотно присоединена (труба) «гребенка»

18 с капельницей 19, а также вакуумированные ампулы 20 с блокированными внутри них полусферическими стеклянными перегородками 21 дозированными навесками 22 второго компонента МБ с повышенной упругостью насыщенного пара. Внутри трубы-«гребенки» предварительно заложен заостренный металлический боек 23 для вскрытия в нужный момент времени ампул с металлами-добавками МБ.

Прибор снабжен разгрузочной ампулой 24, предназначенной для отпайки отработанных высокоактивных сплавов, например с участием щелочных металлов, самовоспламеняющихся при контакте с атмосферным воздухом.

Прибор работает следующим образом. Для определения поверхностного натяжения и работы выхода электрона чистого металла МА, находящегося в емкости 1, прибор наклоняют вокруг оси ОХ «к себе» на угол 90°. При этом жидкий металл по коммуникационной трубке 15 отводится в вентильную емкость 16. При возвращении прибора в исходное положение металл стекает частично в чашку-катод 10, а его излишек - через капилляр 12 в приемный бункер 14 U-образной трубки 13. При этом в чашке-подложке 10 остается часть жидкого металла МА с широкой плоской поверхностью, а на подложке 5 формируется большая капля 4. После установления равновесной формы капли производится ее фотографирование через оптические окна 3, а по результатам обмера фотографии капли рассчитывается поверхностное натяжение металла известным методом большой капли [6, 7].

Для определения работы выхода электрона плоскую поверхность исследуемого металла МА, оставшегося в чашке-подложке 10, сверху облучают через окошко 7 монохроматическими пучками света, т.е. снимается спектральная характеристика фототока и по известному методу Фаулера определяется работа выхода электрона [8, 9]. После завершения измерения ПН и РВЭ в необходимом температурном диапазоне, путем наклона прибора вокруг оси ОХ на угол 90° за плоскость чертежа и обратным возвращением в исходное положение, металл МА полностью переводится из подложек в нижнюю часть бункера 1. В зависимости от плана эксперимента указанную процедуру по измерению ПН и РВЭ можно повторить желаемое число раз с данным металлом.

Для изучения ПН и РВЭ исследуемой бинарной системы необходимо приготовить сплавы. Эта процедура сводится к последовательному добавлению отдельных порций-навесок второго компонента известной массы МБ (которые были определены предварительно с большой точностью), к металлу МА, находящемуся в нижней части измерительного отсека 1. Для этого разрушением с помощью бойка 23 стеклянной перегородки вскрывается одна из ампул, содержимое которой через капельницу 19 соответствующим поворотом прибора в плоскости чертежа переливается в основной резервуар 1. Образованный таким образом первый сплав подвергается гомогенизации в течение нескольких часов, т.е. до полного завершения возможных структурно-фазовых превращений в приготовленном сплаве.

Измерения ПН и РВЭ первого сплава производятся точно так же, как это описано выше для чистого компонента МА. После окончательного завершения измерений ПН и РВЭ, т.е. вскрытия и использования всех ампул, накопившийся в резервуаре 1 сплав 6 поворотом прибора против хода стрелки часов вокруг оси OY на угол, несколько превышающий 90 градусов, переливается в разгрузочную ампулу 24. Последняя отпаивается от прибора по сужению В-В для хранения или дальнейшего использования, например, при изучении тройных систем. В частности, для этого бункер 1 заправляется бинарными сплавом известной концентрации, а в ампулы - навески третьего компонента с известными массами МВ. Добавляя к двойным сплавам МА+МБ известное количество третьего компонента МВ, в резервуаре 1 получаем тройные растворы, для которых определяем ПН и РВЭ точно также, как и в случае бинарных сплавов. Используя описанный прибор, авторы изучили ПН и РВЭ растворов системы натрий-цезий, в которой цезий имеет повышенную упругость собственных насыщенных паров в сравнении с натрием [10].

На фиг.2 показаны температурные зависимости поверхностного натяжения натрия, цезия и некоторых сплавов системы Na - Cs в жидком состоянии: ○ ○ - чистый Na; • - чистый Cs; Δ - 0,46 ат.% Cs в Na; ▲ - 1,07 ат.% Cs в Na; □ - 6,10 ат.% Cs в Na; ■ - 49,5 ат.% Cs в Na; + - 84,5 ат.% Cs в Na.

Результаты измерений температурных и концентрационных зависимостей σ(Т,Х) поверхностного натяжения ПН натрия, цезия и ряда сплавов системы Na-Cs, проведенные на образцах высокой чистоты, с погрешностью около 1%, графически показаны на фиг.2. Из них следует, что σ(Т) чистых компонентов Na и К находятся в хорошем согласии с наиболее надежными рекомендуемыми литературными данными [11-14], а высокая поверхностная активность цезия в сплавах с натрием, обнаруженная в эксперименте с использованием предлагаемого прибора, находятся также в полном согласии с основными критериями поверхностной активности компонентов в бинарных жидкометаллических системах [15].

Таким образом, предлагаемый прибор обладает рядом преимуществ перед существующими устройствами подобного назначения:

- полное исключение свободного и неконтролируемого массопереноса летучего компонента внутри прибора;

- точная фиксация составов каждого из сплавов исследуемых двойных и (или) тройных систем с участием летучих компонентов;

- гарантия неизменности составов каждого из сплавов сколь угодно долго, т.е. вне зависимости от времени гомогенизации и продолжительности экспериментов;

- многократное уменьшение или полное исключение (в зависимости от конкретно исследуемых систем) степени запыления оптических окошек и электродов измерительного отсека прибора при измерениях эмиссионных свойств исследуемых сплавов и работы выхода электрона;

- расширение температурного диапазона измерений ПН и РВЭ за счет уменьшения времени и интенсивности воздействия паров летучих компонентов исследуемых сплавов на внутренние стенки прибора;

- увеличение долговечности и эксплуатационного периода прибора без потери основных характеристик;

- возможность повторного использования прибора для изучения других систем за счет многократного уменьшения общего времени воздействия паров агрессивных летучих компонентов исследуемых сплавов на материал, из которого изготовлен прибор.

Разработан и испытан цельнопаянный комбинированный прибор, позволяющий совместно определять поверхностное натяжение и работу выхода электрона жидкометаллических систем с участием компонентов с высокой упругостью собственного насыщенного пара в условиях высокого статического вакуума. В новом приборе полностью исключена возможность свободного массопереноса активного компонента через паровую фазу, что гарантирует постоянство составов каждого из исследуемых сплавов. Изучение поверхностного натяжения и работы выхода электрона с использованием нового прибора показало высокую надежность и точность получаемых результатов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Хоконов Х.Б., Алчагиров Б.Б., Задумкин С.Н. Прибор для измерения поверхностного натяжения и работы выхода электрона металлов и сплавов // Заводская лаборатория. 1974. №5. С.558-559.

2. Ибрагимов Х.И., Саввин B.C. Прибор для совместного измерения плотности, поверхностного натяжения и работы выхода электрона жидких металлических растворов. В кн. «Методы исследования и свойства границ раздела контактирующих фаз». Киев. 1977. С.40-46.

3. Дадашев Р.Х. Термодинамика поверхностных явлений. М.: Физматлит. 2007. 278 с.

4. Алчагиров Б.Б., Архестов Р.Х. Прибор для совместного измерения поверхностного натяжения и работы выхода щелочных металлов и сплавов // Вестник КБГУ. Сер. Физические науки. Вып.3. 1999. С.8-10.

5. Прохоров В.А. и Русанов А.И. Осесимметричные мениски и методы определения равновесного поверхностного натяжения жидкостей. Физическая химия. Современные проблемы. Ежегодник. (Под ред. акад. Я.М. Колотыркина) 1988. Москва: Химия. С.180-220.

6. Иващенко Ю.Н., Богатыренко Б.Б., Еременко В.Н. К вопросу о расчете поверхностного натяжения жидкости по размерам лежащей капли. В кн. «Поверхностные явления в расплавах и процессах порошковой металлургии». Киев: Изд-во АН УССР. 1963. С.391-417.

7. Алчагиров Б.Б., Дадашев Р.Х. Метод большой капли для определения плотности и поверхностного натяжения металлов и сплавов. Нальчик: КБГУ. 2000. 94 с.

8. Алчагиров Б.Б., Карамурзов Б.С., Хоконов Х.Б. Современные методы исследования поверхности. Нальчик: КБГУ. 1987 г. 106 с.

9. Ибрагимов Х.И., Корольков В.А. Работа выхода электрона в физико-химических исследованиях. // М.: «Интермет Инжиниринг». 526 с.(2002).

10. Дриц М.Е., Зусман Л.Л. Сплавы щелочных и щелочноземельных металлов. Справочное издание. М.: Металлургия. 1986. 248 с.

11. Alchagirov A.B., Alchagirov B.B., Taova T.M., Khokonov Kh.B. - Surface energy and surface tension of solid and liquid metals. Recommended values. // In: Transactions of JWRI (Joining and Welding Research Institute), Osaka University. Osaka, Japan. Vol.30 (2001), Special Issue. P.287-291.

12. Keene B.J. Surface tension of pure metals. International Materials Reviews, 1993, v.38, №4. p.157-192.

13. Handbook of Thermodynamic and Transport Properties of Alkali Metals. /Ed.R.W.Oshe. - Oxford.UK: Blackwell Scientific Publications Ltd. 1985. 987p.

14. СИ. Попель. Поверхностные явления в расплавах. М.: Металлургия, 1994, 440 с.

15. Alchagirov А.В., Alchagirov В.В., Taova Т.М., Khokonov Kh.B. - Work function of binary Na-Rb, Na-Cs and K-Cs alloys. // Trans. JWRI (Joining and Welding Research Institute), Osaka University. Osaka, Japan. Vol.30 (2001), Special Issue. P.317-322.

Прибор для совместного измерения поверхностного натяжения и работы выхода электрона жидкометаллических систем с участием компонентов с высокой упругостью насыщенного пара металлов и сплавов, содержащий резервуар с чашками-подложками для формирования больших капель исследуемых жидких сплавов, электроды для фиксации фотоэмиссионных токов, плоскопараллельные оптические окошки для фотографирования капли и освещения ее поверхности монохроматизированными пучками света, отличающийся тем, что к корпусу резервуара вакуумно-плотно присоединена «гребенка» из вакуумированных ампул, с расположенными в них дозированными навесками второго компонента с высокой упругостью собственного насыщенного пара, блокированными от измерительного отсека полусферическими стеклянными перегородками.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, а именно к пульмонологии, и может быть использовано для оценки состояния легочного сурфактанта. Для этого собирают компоненты легочного сурфактанта путем барботации выдыхаемого воздуха через слой изотонического физиологического раствора, расположенного в стеклянной бюретке и лотке барьерной системы Ленгмюра.

Изобретение относится к области физических измерений. .

Изобретение относится к области поверхностных явлений в технологии вязкотекучих жидкостей и может использоваться в измерительной технике для прецизионного определения коэффициента поверхностного натяжения различных жидкостей, в том числе высокотемпературных расплавов, и измерения угла смачивания.

Изобретение относится к области технических измерений, в частности к способам определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости, и может быть использовано при изучении процессов проникновения жидкостей в поры и их вытеснения из пор, что, в свою очередь, играет важную роль при интенсификации процессов пропитки, фильтрации, сушки и т.д.

Изобретение относится к способу и устройству для измерения поверхностного натяжения жидкостей по принципу максимального давления пузырька. .

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к пневматическим способам контроля поверхностного натяжения и плотности жидкости, и может найти применение в различных отраслях промышленности, таких как нефтяная, химическая, микробиологическая, пищевая и др.

Изобретение относится к способу и устройству для формирования границы раздела между первой и второй по существу несмешивающимися жидкостями, в особенности для проведения измерения поверхностного натяжения на упомянутой границе раздела.

Изобретение относится к измерительной технике в области микроэлектроники и предназначено для измерения чистоты поверхности подложек. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для измерения поверхностного натяжения жидкости и оценки флотационной активности флотореагентов.

Изобретение относится к технической физике, а именно к определению физико-химических параметров металлических расплавов путем измерения плотности и поверхностного натяжения неподвижно лежащей на подложке эллипсовидной капли образца расплава посредством фотоэлектронной объемометрии. Образец расплава в виде капли помещают на подложку в вакуумной камере электропечи горизонтального типа и посредством фотоприемника получают силуэт капли расплава. Перед вакуумной камерой размещают коммутируемый оптический излучатель, который включают в момент прекращения регистрации фотоприемником собственного свечения капли образца расплава во время ее охлаждения. С помощью излучателя освещают каплю расплава и по отраженному оптическому сигналу силуэта капли определяют объем и плотность капли вплоть до температуры ее остывания. Технический результат заключается в увеличении температурного диапазона измерений плотности расплава. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для определения параметров мелкодисперсной водогазовой смеси перед закачкой в пласт. Техническим результатом является обеспечение проведения измерения дисперсности водогазовой смеси как для прозрачной, так и для непрозрачной дисперсионной среды. Способ включает получение водогазовой смеси под повышенным давлением, отбор пробы водогазовой смеси и перевод ее в измерительную емкость при том же давлении. Перед проведением измерения определяется объем измерительной емкости, а в процессе измерения непрерывно регистрируется изменение давления свободного газа внутри измерительной емкости и объем свободного газа, соответствующее ему приращение объема свободного газа, определятся общее количество газа, содержащегося в отобранной пробе, затем определяется зависимость ΔР от объема свободного газа в емкости, которая затем пересчитывается в зависимость изменения давления (ΔР) от относительной доли текущего значения массы свободного газа miг/mг, где mг - общее количество газа mг, содержащегося в отобранной пробе, miг - текущее значение массы свободного газа, далее определятся радиус газовых пузырьков, содержащихся в доле текущего значения массы свободного газа по формуле: r i = 2 σ Δ P i ,  где σ - межфазное натяжение, и вычисляется функция распределения радиуса пузырьков. 3 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к технической физике, а именно к анализу материалов, в частности к определению физико-химических параметров многокомпонентных металлических расплавов методом геометрии «большой капли», т.е. путем измерения параметров неподвижно лежащей на подложке эллипсовидной капли образца многокомпонентного расплава посредством фотометрической объемометрии. Способ заключается в том, что нагревают образцы до плавления, при отклонениях силуэта от эллипсовидности нагрев останавливают. Затем воздействуют на каплю механическими колебаниями и продолжают нагрев, пока не будут устранены отклонения силуэта от эллипсовидности. Далее нагрев образца останавливают и прекращают воздействие механическими колебаниями. При этом колебания имеют звуковую частоту, например, кратную частоте сети. Кроме того, воздействуют механическими колебаниями на регулируемый шток. Кроме того, воздействуют колебаниями от электромеханического генератора. В устройство введены источник механических колебаний, средство для передачи механических колебаний, одним концом закрепленное на источнике механических колебаний, а другим концом соединенное с регулируемым штоком посредством регулируемого элемента. При этом в качестве источника колебаний используют силовой трансформатор, а средство для передачи колебаний соединено перпендикулярно штоку. Кроме того, средство для передачи механических колебаний выполнено в виде металлического штока. Кроме того, регулируемый элемент выполнен в виде струбцины. Техническим результатом является обеспечение возможности удаления пленки с поверхности расплавленного образца, получение и сохранение необходимой формы образца для последующего определения плотности и поверхностного натяжения многокомпонентных металлических расплавов. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области физики материального взаимодействия, конкретно к способу определения физических характеристик φв - угла внутреннего трения и удельного сцепления - св воды с жидкокристаллической структурой. По зависимости h п л = σ п л / γ в = α / γ в , где σпл - величина поверхностного натяжения верхнего слоя пленки воды при температуре T°C и нормальном атмосферном давлении pатм.ср=1,033 кг/см2 окружающей среды, α - опытный справочный коэффициент, определяют толщину поверхностной пленки воды, удельное сцепление воды определяют как св=τ=γв·hпл=27,446 Па при hпл=27,978·10-4 м, а угол φв внутреннего трения воды определяют из зависимости tgφв=1-[св/(γв·H)] на заданной глубине H. Техническим результатом является создание способа определения физических характеристик угла внутреннего трения и удельного сцепления воды с жидкокристаллической структурой. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области исследования поверхностных явлений и предназначено для надежного определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей σ21. Под этим коэффициентом понимается поверхностное натяжение жидкости (2) на границе с ее паром (1) или другим газом. Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости методом «растекания» включает определение толщины равновесного слоя растекшейся жидкости. Также способ включает определение сил гидростатического давления и определение силы поверхностного натяжения на границе между жидкостью и твердой подложкой - силы межфазного натяжения. При этом дополнительно выполняют определение коэффициента межфазного натяжения между конкретной подложкой и исследуемой жидкостью. После чего определяют коэффициент поверхностного натяжения жидкости посредством использования уравнений по формулам: для случая полного смачивания , для случая полного несмачивания , где ρ - плотность исследуемой жидкости; g - ускорение свободного падения; h - толщина равновесного слоя растекшейся жидкости; σ32 - коэффициент межфазного натяжения в системе «материал подложки - исследуемая жидкость»; σ21 - коэффициент поверхностного натяжения исследуемой жидкости. Техническим результатом является получение достоверных значений коэффициента поверхностного натяжения основных жидкостей.

Изобретение относится к области поверхностных явлений и предназначено для достоверного определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей σ21, под коэффициентом σ21 понимается поверхностное натяжение жидкости (2) на границе с ее паром (1) или другим газом. Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей включает измерение величины превышения равновесного уровня жидкости в капилляре над уровнем жидкости в широком сосуде при подъеме и при истечении. При этом измерение уровней превышения равновесного уровня жидкости в капилляре над уровнем жидкости в широком сосуде при подъеме и при истечении производят несколько раз, не извлекая полностью капилляр из жидкости. Далее выполняют определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости по формуле: где h1 - среднее превышение равновесного уровня жидкости в капилляре при ее подъеме; h2 - среднее превышение равновесного уровня жидкости в капилляре при ее истечении; ρ - плотность жидкости; r - радиус капилляра; r0 - «радиус капиллярности» системы «материал капилляра - жидкость». Техническим результатом является достоверное определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости σ21 капиллярным методом.

Изобретение относится к области аналитической техники, а именно к способам и средствам измерений межфазного натяжения жидких сред. Для этого формируют вспучивания на межфазной поверхности жидкость-газ или жидкость-жидкость воздействием ультразвукового радиационного давления, и определяя максимальную высоту вспучивания, судят о величине поверхностного или межфазного натяжения. Техническим результатом является обеспечение возможности сравнительных измерений поверхностного и межфазного натяжения жидкостей. 1 ил.

Изобретение относится к технической физике, а именно к определению физико-химических параметров металлических расплавов методом геометрии контура «большой лежащей капли», т.е. путем измерения плотности и поверхностного натяжения неподвижно лежащей на подложке эллипсовидной капли образца расплава посредством фотоэлектронной объемометрии. Изобретение предназначено преимущественно для изучения легкоплавких сплавов с температурой плавления tпл меньше 700К÷1000К, не обеспечивающих свечения образца, например оловянно-свинцовых припоев. Способ отличается тем, что на штоке размещают отражатель, который располагают со стороны подложки с изучаемым образцом, противоположной фотоприемнику, преимущественно перпендикулярно горизонтальной оси штока; излучателем освещают образец, располагаемый на подложке, и отражатель, регулировкой излучателя добиваются равномерной максимальной контрастности контура образца на фоне отражателя. Устройство содержит подложку с образцом, которые находятся на штоке, расположенном в горизонтальной электропечи, фотоприемник с объективом, соединенный с компьютером, отличающееся тем, что в него введен отражатель, размещенный на штоке и выполненный в виде неплоской или плоской пластины из тугоплавкого металла, например молибдена. Технические решения обеспечивают, в частности, в температурном диапазоне до 700К÷1000К постоянную, равномерную и контрастную подсветку всего контура изучаемого образца с одновременным освещением передней полусферы поверхности изучаемого образца. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, повышение уровня объективности, стабильности и достоверности определения поверхностного натяжения и/или плотности металлических расплавов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технической физике, а именно к определению физико-химических параметров металлических сплавов методом геометрии «большой капли», т. е. путем измерения параметров неподвижно лежащей на подложке эллипсовидной капли образца сплава посредством фотометрической объемометрии. Способ основан на фотометрии капли расплавленного образца металлического сплава, находящегося на подложке, при нагреве и последующем охлаждении этой капли, при котором на подложку загружают образец металлического сплава. Затем подложку с образцом помещают в горизонтальную электропечь, нагревают, плавят и охлаждают данный образец, с начала плавления образца при температуре tпл0, при каждой из температур ti вплоть до заданной максимальной температуры tmax. Далее сигналы фотоприемника Ufi фиксируют в компьютере в виде i - изображений капли расплава, по силуэтам этих изображений вычисляют термозависимости плотности di(ti) и/или поверхностного натяжения σi(ti) капли образца металлического сплава. Причем в процессе охлаждения определяют разности модулей плотности di(ti) и/или поверхностного натяжения σi(ti) для каждой из температур ti термозависимостей при нагреве и охлаждении образца. Далее суммируют эти разности, при величине суммы Σ(Δi), превышающей погрешность δi на заданную величину, вырабатывают сигнал тревоги о загрязнении образца, результаты эксперимента аннулируют и осуществляют эксперимент с новым образцом металлического сплава. Устройство содержит фотоприемник, соединенный с компьютером. При этом в устройство дополнительно введены блоки сигнализации, синхронизации, вычитания, суммирования, компаратор и регулятор порога срабатывания компаратора. Первый и второй входы блока вычитания соединены с первым портом компьютера, вход блока синхронизации соединен со вторым портом компьютера. Выход блока синхронизации соединен с третьим входом блока вычитания и первым входом блока суммирования, второй вход которого соединен с выходом блока вычитания, выход блока суммирования соединен с одним из входов компаратора, другой вход компаратора соединен с выходом регулятора порога срабатывания компаратора, а выход компаратора соединен с блоком сигнализации. Техническим результатом является обеспечение возможности оперативной количественной индикации загрязнений образца металлического сплава при его изучении и снижения квалификационных требований к персоналу. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области технических измерений, в частности к способам определения поверхностного натяжения на границе органической и водной фаз гербицидных эмульсий. Способ определения поверхностного натяжения на границе раздела фаз жидкость-жидкость включает счет капель, вытекающих из сталагмометра. Причем счет капель органической фазы осуществляют при ее вытекании из сталагмометра отдельно в воду и отдельно в эмульсию, а поверхностное натяжение на границе водной и органической фаз - межфазное натяжение σж-ж (мН/м), рассчитывают по формуле: σж-ж=(σв-σорг.ф)·nв/nэм·ρорг.ф /ρв, где σв - поверхностное натяжение воды на границе с воздухом, равное 72,5 мН/м при 20°С; σорг.ф - поверхностное натяжение органической фазы на границе с воздухом, мН/м; nв - количество капель органической фазы, вытекающей в воду; nэм - количество капель органической фазы, вытекающей в эмульсию; ρорг.ф/ρв - отношение плотности органической фазы к плотности воды. Техническим результатом является повышение точности измерений. 2 з.п. ф-лы, 12 пр., 1 табл.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-04-10 2014-04-09T15:10:53
Наверх