Способ определения поверхностного натяжения расплавленных электропроводящих материалов

 

- о,",т

ИЗОБРЕТЕНИЯ

342I09, Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 18 111.1971 (№ 1636584/26-25) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет

Опубликовано 14.Ч1,1972. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 21.VII.1972

М. Кл. G Oln 1,3/02

Комитет по делам изобротекий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 532.612.4 (088.8) Авторы изобретения А, А. фогель, Т. А. Сидорова, М. М, Мездрогина и В. В. Смирнов

Заявитель Физико-технический ордена Ленина институт имени А. Ф. Иоффе

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ

РАСПЛАВЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ - = в,"+ ву+ в„

1 -(„

=D,a +D,V+D, If

1Л

Изобретение относится к способам определения физических свойств электропроводящих материалов.

Известен способ измерения поверхностного натяжения химически активных материалов, основанный на определении параметров капли, скатывающейся с конца стержня, оплавляемого при индукционном нагреве токами высокой частоты или электронным лучом.

Этим способом можно измерять поверхностное натяжение лишь при температурах, близких к точке плавления, так как не удается существенно перегреть материал, образующий каплю на конце стержня. При этом способе, кроме того, необходимо знать плотность материала.

Цель изобретения — разработка способа определения поверхностного натяжения материала в широком диапазоне температур при неизвестной плотности.

Поставленная цель достигается тем, что выбирают материал в жидком состоянии с известными физическими свойствами, такими как капиллярная постоянная а и плотность у,к, соответствующими определенной температуре, помещают его в электромагнитное поле во взвешенном состоянии, доводят до указанной температуры выбором частоты поля, массы образца m и при помощи дополнительного.источника нагрева либо охлаждения инертным газом. Затем находят напряжение на индукторе, при котором происходит проливание материала Vn;, и напряжение, выше которого температура материала перестает расти как.

Повторяют операции для нескольких материалов с известными физическими свойствами в широком диапазоне значений капиллярной постоянной и объемов материала V строят

10 /1 е /2!( зависимости и от V при a=const, V:. и и от а> при V=const. По получену/ / ным графикам вычисляют постоянные Во, Вь

Bz |1о, Dn D в уравнениях:

Затем берут исследуемый материал, получают нужную температуру, определяют пер30 вое и второе критические напряжения Vi< и

342109

Предмет изобретения

Составитель С. Беловодченко

Техред Е. Борисова Корректоры: А..Николаева н Е. Давыдкина

Редактор Т. Орловская

Заказ 2048/1 7 Изд. М 881 Тира к 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тяпография, пр.

Сапунова, 2

V> и затем вычисляют величину поверхностного натяжения по формуле: а.р, — о, " " 1 u,„ä х

Ва ак — Оа(/1к/ х v2 (13о(/1к — Ва(/ак) — g (тiвiУак — ma<>U>z) +

g (В,В„ВаU„)

+д(т,О, — О, * " ) = О. (2)

Ва(/ак — а(/1к ,В случае когда известна плотность жидкого материала, определяют лишь первое критическое напряжение для реперных материалов и для исследуемого; вычисление поверхностного натяжения ведут по формуле

a=g ((/тк тж — В1т — т жва)

2Во ,Предлагаемый способ основан на взаимосвязи параметров поля, необходимых для удержания во взвешенном состоянии жидкого электропроводящего материала, с его физическими свойствами.

Осуществляют предлагаемый способ следующим образом.

Ряд рвперных материалов с известными физическими свойствами (поверхностным натяжением о и плотностью т) помещают поочередно в электромагнитное поле индуктора, предназначенного для удержания жидкого электропроводящего материала во взвешенном состоянии и состоящего из двух параллельно включенных витков с токами взаимно противоположного направления. Определяют напряжение на индукторе, при котором происходит проливание материала — первое критическое Г1н, и напряжение, выше которого температура материала перестает расти— второе критическое V2„ строят зависимость (/1к (/ак величин - и " от капиллярной постоян1 т ной и объема материала.

Экспериментально показано, что эти критические напряжения, найденные для различных материалов, удовлетворяют соотношениям (1) .

Уравнения (1) можно переписать в виде:

=В, 2: +В,— +В,, 1 тж ат

0 + 1 + а (4) дтж тж

Исключив из системы уравнений (4) у можно получить уравнение для определения поверхностного натяжения (2) .

Аналогично, исключив из системы уравнений (4) о, получают уравнение для определения плотности: т Р,В, — В,и,) — 1,(и,„о, — Ц,„В,)+

+ (т,0,В, — /п,В,0,) = (). (5) Из уравнений (2) и (5) можно найти значение поверхностного натяжения о и плотности у. Для этого надо знать величины В, Вь

Ва, Dp, Di, D2, которые определяются по зави(/т к симости, от а> при V= const u

V, Ут т с/ак от V при а = const для реперных материV:I. алов.

Затем для исследуемого материала при заданной температуре находят значения первого и второго критических напряжений. Для получения одной и той же температуры материала дри различных напряжениях на индукторе (V«W 1/а,) необходимо варьировать массу материала, а также можно воспользоваться дополнительным источником нагрева.

Зная первое и второе критические напряжения для исследуемого материала, по формулам (2) и (5) определяют его поверхностное натяжение и плотность.

В случае если плотность исследуемого материала известна, способ упрощается. Как для реперных, так и для исследуемого материала определяют только первое критическое напряжение. Для реперных материалов строят зависимости от а> при V=const и (/1к (к

Ут i/ тm от V при a=const и определяют постоянные ао J3i, Ва

Поверхностное натяжение находят по формуле (3).

Способ определения поверхностного натяжения расплавленных электропроводящих материалов путем помещения образца в индукционный нагреватель, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих температур исследуемого образца, последний пере. водят во взвешенное состояние и определяют напряжение на индукторе, выше которого температура материала перестает расти, и напряжение, при котором происходит проливание образца, и по этим данным судят об искомой величине.