CN101183066A - 一种在线测量铝液对不同材料湿润性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在线测量铝液对不同材料湿润性的测量方法，其特征在于其测试过程是将测试铝样品采用氢氧化钠溶液和丙酮溶液，进行超声波清洗，将测试铝样干燥后，再放在底板样品上送入测量装置中；再对测量装置进行充惰性气体、抽真空；再进行升温，升温过程中维持真空状态；熔化后进行测试。本发明的方法，有效克服了测试样品熔化困难现象，有效实现了在线测量铝液对不同材料湿润性的测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种在线测量铝液对不同材料湿润性的测量方法。
背景技术
铝电解生产中，铝液对阴极材料的湿润性非常重要，良好的铝液湿润性可以有效降低电解质对阴极材料的腐蚀和渗透，降低阴极压降，延长槽寿命。研究铝液对阴极材料的湿润性对于阴极材料的选择显得尤为重要。
铝基复合材料是一种非常有潜力的金属基复合材料，在铝基复合材料的制备中，作为基体材料的铝及其合金在其他材料上的润湿性就是衡量该体系复合材料能否制备及怎样制备的基本参数。因此液态铝在固体材料表面的润湿性作为材料的基本物理化学性质始终得到重视和研究。
中国铝业股份有限公司在专利(申请号200720149574.0)中，公开了一种在线测量铝液和冰晶石熔盐对各种材料的湿润性的测量装置，提供了一种有效的测量装置，测试时将测试样品放入装置中熔化，进行测试，效果良好。但在实际操作中，由于铝的活性很强，极易被氧化生成致密的氧化铝膜，而氧化铝的熔点高达2050℃，常常会发生测试样品熔化困难的现象，影响测试操作过程和测试结果。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效克服测试样品熔化困难、影响测试过程和测试结果问题的在线测量铝液对不同材料湿润性的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种在线测量铝液对不同材料湿润性的方法，其特征在于其测试过程是将测试铝样品放入氢氧化钠溶液和丙酮溶液中，进行超声波清洗，将测试铝样干燥后，再放在底板样品上送入测量装置中；再对测量装置进行充惰性气体、抽真空；再进行升温，升温过程中维持真空状态；熔化后进行测试。
本发明的一种在线测量铝液对不同材料湿润性的方法，其特征在于所述的用氢氧化钠溶液和丙酮溶液进行超声波清洗的过程，其氢氧化钠溶液的重量百分比浓度为20％～50％，清洗时间为5～10min；在丙酮中进行清洗时间为10～20min。
本发明的一种在线测量铝液对不同材料湿润性的方法，其特征在于所述的对测量装置进行充惰性气体、抽真空、升温过程中维持真空状态的真空度为10-4Pa～10-5Pa。
本发明的方法通过对铝样进行预处理去除铝样表面的氧化铝膜。在高温情况下能发生如下反应：4Al(l)+Al2O3(s)＝3Al2O(g)。通过实现高温情况下高的真空度，能使真空度接近Al2O的蒸汽压，发生氧化物的蒸发。进一步铝液在高温下也发生挥发，使测试装置内真空度达到实验要求，从而达到测试铝液湿润性的目的。
具体实施方式
一种在线测量铝液对不同材料湿润性的方法，使用专利号为200720149574.0的一种在线测量铝液和冰晶石熔盐对各种材料的湿润性的测量装置，包括以下步骤：
1)配制重量百分比浓度为20％～50％的氢氧化钠溶液，将盛有氢氧化钠溶液的烧杯置于超声波洗涤器中。将铝样放入氢氧化钠溶液中，开启超声波，清洗5～10min。
2)将铝样取出放入盛有丙酮溶液的烧杯中，后置于超声波洗涤器中清洗10～20min。清洗完毕后取出，使用滤纸吸干。
3)将铝样置于不同材料的样品上，迅速放入石英密封玻璃管中央，将石英玻璃管送入加热装置中，进行密封。
4)对密封石英玻璃管充入高纯惰性气体，达到一定压力后，关闭进气阀门。开启抽气阀门对石英玻璃管抽真空，待真空度至真空度为10-4Pa～10-5Pa后，关闭抽气阀门。
开启进气阀门，充惰性气体，后关闭进气阀门，开启抽气阀门，对装置进行抽真空。如此反复四次，真空度达到10-4Pa～10-5Pa。开启真空系统冷却水，同时开启加热装置，按100℃/h～200℃/h的升温速率升温至样品熔化；
5)加热同时，开启摄像装置，拍摄或录制铝样熔化过程。处理图像，得出接触角和湿润性。
实施例1
将测试铝样品放入重量百分比浓度为20％氢氧化钠溶液进行超声波清洗10min，，然后放入丙酮溶液中，进行超声波清洗10min。将测试铝样干燥后，再放在底板样品上送入测量装置中；再对测量装置进行充惰性气体、抽真空至真空度为10-4Pa～10-5Pa；再进行升温，升温过程中维持真空状态真空度为10-4Pa～10-5Pa；熔化后进行测试。测试过程中铝样熔化良好。
实施例2
将测试铝样品放入重量百分比浓度为30％氢氧化钠溶液进行超声波清洗8min，，然后放入丙酮溶液中，进行超声波清洗15min。将测试铝样干燥后，再放在底板样品上送入测量装置中；再对测量装置进行充惰性气体、抽真空至真空度为10-4Pa～10-5Pa；再进行升温，升温过程中维持真空状态真空度为10-4Pa～10-5Pa；熔化后进行测试。测试过程中铝样熔化良好。
实施例3
将测试铝样品放入重量百分比浓度为50％氢氧化钠溶液进行超声波清洗5min，然后放入丙酮溶液中，进行超声波清洗20min。将测试铝样干燥后，再放在底板样品上送入测量装置中；再对测量装置进行充惰性气体、抽真空至真空度为10-4Pa～10-5Pa；再进行升温，升温过程中维持真空状态真空度为10-4Pa～10-5Pa；熔化后进行测试。测试过程中铝样熔化良好。
Claims (3)
1.一种在线测量铝液对不同材料湿润性的方法，其特征在于其测试过程将测试铝样品分别依次放入氢氧化钠溶液、丙酮溶液中，进行超声波清洗，将测试铝样干燥后，再放在底板样品上送入测量装置中；再对测量装置进行充惰性气体、抽真空；再进行升温，升温过程中维持真空状态；熔化后进行测试。
2.根据权利要求1所述的一种在线测量铝液对不同材料湿润性的方法，其特征在于所述的用氢氧化钠溶液和丙酮溶液进行超声波清洗过程，其氢氧化钠溶液的重量百分比浓度为20％～50％，清洗时间为5～10min；在丙酮中进行清洗时间为10～20min。
3.根据权利要求1所述的一种在线测量铝液对不同材料湿润性的方法，其特征在于所述的对测量装置进行充惰性气体、抽真空、升温过程中维持真空状态的真空度为10-4Pa～10-5Pa。
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| CN107407623A (zh) * | 2015-04-21 | 2017-11-28 | 韩国产业技术大学校 | 测量具有反应性的液体氧化物和固体氧化物湿浸角的装置及方法 |
| CN112748108A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-05-04 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种空间高温熔体材料润湿性参数实时测量系统 |
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2007
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