Устройство для определения плотности и поверхностного натяжения жидких растворов

 

Устройство для определения плотности и поверхностного натяжения жидких растворов предназначено для анализа металлических и полупроводниковых расплавов методом лежащей капли.Цель изобретения - расширение диапазона концентраций исследуемых растворов и повышение точности путем исключения ошибок, связанных с разбрызгиванием капли при ее формировании. Устройство Г содержит подлЬжку, выполн енную в виде горизонтальной пластины с двумя вертикальными сквозными цилиндрическими отверстиями, и подвижный относительно подложки дозатор с калиброванной вы- / емкой в верхней части. Дозатор установлен под подложкой и соприкасается с ней. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3735171/24-25 (22) 27.01.&4 (46) 30.03 ° 86, Бюл. Р 12 . (71) Кабардино-Балкарский ордена

Дружбы народов государственный университет (72) Б.Б.Алчагиров и О.М. Энеев (53) Я2.64 (088.8) (56) Найдич Ю.В., Журавлев В.С. Определение смачивания, поверхностного натяжения и плотности методом покоящейся капли с дозировкой сплавов в процессе эксперимента. — Заводская лаборатория, 1971, У 4, с. 452-453.

Ннженко В.И., С(в(рнов Ю.И. Уста новка для определения поверхностных свойств и плотности расплавов с полуавтоматической подачей образцов в зону нагрева. » В кн.: Методы исследования и свойства границ раздела контактирующих фаз. Киев: Наукова думка, 1977.

Ивйщенко Ю.Н., Богатыренко Б.В., Еременко В.Н. Экспериментальная техника и методы исследования при высоких температурах. Изд-во АН СССР, 1963, с. 7. (511 4 С 01 N 9/00 13/02 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ И ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКИХ РАСТВОРОВ (57) Устройство для определения плотности и поверхностного натяжения жидких растворов предназначено для анализа металлических и полупроводниковых расплавов методом лежащей капли. Цель изобретения — расширение диапазона концентраций исследуемых растворов и повышение точности путем исключения ошибок, связанных с разбрызгиванием капли при ее формировании. Устройство содержит подлЬжку, выполненную в виде горизонтальной пластины с двумя вер-тикальными сквозными цилиндрическими 9

O отверстиями, и подвижный относительно подложки дозатор с калиброванной выемкой в верхней части. Дозатбр установлен под подложкой и соприкасается с ней. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к физико-химическому анализу жидкостей, преимущественно металлических и полупроводниковых расплавов,методом лежащей капли.

Целью изобретения является расширение диапазона концентраций исследуемых растворов, а также повышение точности путем исключения ошибок, связанных с разбрызгиванием капли при ее формировании.

На чертеже показана схема вакуум- . ной камеры предлагаемого устройства, Устройство состоит из горизонтальной подложки 1 в виде пластины со сквозными вертикальными отверстиями

2 и 3. Под подложкой 1 установлен подвижный дозатор 4 с калиброванной выемкой 5. Подложка и дозатор расположены внутри крестообразной стеклянной ячейки 6, которая образована двумя трубками. Торцы одной из тру- бок представляют собой оптические плоские окна, параллельные плоскости чертежа, и предназначены для фотографирования капель исследуемых рас-. плавов с помощью оптической системы.

По другой трубке 7 осуществляют перемещение дозатора 4 с помощью электромагнита 8 и железного стержня в стеклянной оболочке 9, жестко связанной с доэатором 4. Дозатор 4 поджимают снизу к подложке 1 посредством двух гибких молибденовых пластинов 10. Внутри ячейки над отверстиями в подложке 1 расположены бункеры

l1 и 12 для исходных компонентов расплава. Ячейка снабжена также нагревателем (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Чистые компоненты в твердом состоянии загружают в бункеры 11и 12.

При этом массы исходных компонентов подбираются такими, чтобы они оказались как раз достаточными для образования по большой капле каждого иэ компонентов над отверстиями 2 и 3. После вакуумирования ячейку нагревают и металлы, расплавившись, стекают через нижнее сужение бункеров, заполняя отверстия 2 и 3 в выемку 5 под отверстием 2 и образуя большие капли.

Считая массы исходных компонентов и объемы V, Vö и V (соответственно 1 и 2 отверстий и выемки 5)

21547 2 известными и фотографируя капли, получают снимки капель с 4-5-кратным увеличением, по параметрам которых находят объемы выступающих над горизонтальной плоскостью подложки 1 частей капель Ч,„и 7„ методом, предложенным в (3). Значения плотности компонентов находят по формулам 2 2 2

Концентрация первого компонента в ( первом и втором расплавах будет х, г

1, Х„= 0 соответственно.

l5

Далее определяют поверхностное натяжение известным методом (3).

Для приготовления расплава новой концентрации дозатор 4 смещают относительно подложки 1 так, чтобы выемка 5 оказалась под отверстием 3. При

20 этом расплав второго компонента объе-. мом У вследствие прямого контакта о с расплавом первого компонента смешиваются друг с другом. Добившись гомогенизации раствора выдержкой в течение 0,5-1 ч, фотографируют каплю и повторяют процедуру определения объема капли, плотности и поверхностного натяжения раствора.Оъем полученного расплава, массу, плотность и концентрацию первого компонента в нем опре- . деляют по формулам ,. 2,Ч, Для приготовления раствора нового, состава пластины возвращают в исход- . ное положение, 0,5-1-часовой выдержкой добиваются гомогениэации раствора,после чего проводят фотографирование вновь полученной капли. Обмер параметров контура капли, нахождение ее объема проводят аналогичным образом.

Иэ укаэанного следует, что для получения "больших" капель различных концентрационных составов калиброванный дозирующий объем (в выемке 5) поочередно помещают то под отверстием 2, то под отверстием 3, выдерживая в каждом новом положении 0,5 — 1 ч для получения однородного состава расплава.

Для всех последующих приготовленных составов капель, начиная с четвертого, массу, плотность и концентрацию находят по формулам

1221547 н n-g Pn 2Чо Рп < п

Ч, Ч,ц, V, если — нечетное

Pn=

Чп+Ч о если n — нечетное п-2 1ь-ЪЧО Рп-1 "î (1 ) если и — нечетное п

1 н-2 Pn-Vо+ Рп. Y (1 X ) если

nln

Хп и " четное

Редактор А.Гулько Техред Л.Олейник

Корректор В.Бутяга

Заказ 1606/49 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 где h — указывает на очередность приготовленного расплава.

Формула изобретения

Устройство для определения плотности и поверхностного натяжения жидких растворов, содержащее подложку для капли исследуемого раствора, подвижный относительно подложки дозатор с калиброванной выемкой и оптическую систему получения изображения капли, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона концентраций раствора и повышения точности определения, подложка выполнена в виде горизонтальной пластины с двумя вертикальными сквозными цилиндрическими отверстиями, а дозатор †в виде пластины с калиброванной выемкой в верхней части и с возможностью гори:зонтального перемещения относительно подложки, причем дозатор установлен под подложкой и соприкасается с ней.