第八章冶金材料物性测定ppt课件.ppt

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1、黏度研究高温熔体的黏度，不仅能为冶金生产提供必要的参数，而且也有助于揭示高温熔体微观结构。液体流动时所表现出来的粘滞性，是流体各部分质点间在流动时所产生内摩擦力的结果。在液体内部，可以想象有无数多互相平行的液层存在，在相邻二液层间若有相对运动时，由于分子间力的存在，则沿液层平面产生运动阻力，这样作用就是液体的内摩擦力，这种性质就是液体的黏性。第八章冶金材料物性测定8.1熔体黏度的测定8.1.1黏度定义8.1.2测定方法8.2表面张力测定8.3密度测定3.1.2黏度的测定方法细管法旋转柱体法扭摆振动法垂直振动法升球法在液体黏度的测定方法

2、中，均以层流状态为理论基础。主要有以下几种方法：细管法旋转柱体法扭摆振动法垂直振动法升球法第八章冶金材料物性测定8.1熔体黏度的测定8.1.1黏度定义8.1.2测定方法8.2表面张力测定8.3密度测定1.细管法泊肃叶定律适于测量黏度值范围在102Pa·s以下的熔体，是以泊肃叶定律为理论基础的测定液体黏度的方法。根据泊肃叶定律式中：η——动力黏度，Pa·s；R——管道的内半径，m；L——选取流体元的长度，m；——选取流体元左右两端的压力差，Pa。——在t时间流体流过的总体积式(8.1)指出了流体在管内流动时体积流量与流体黏度的关系。(8

3、.1)第八章冶金材料物性测定1.细管法1）水平毛细管黏度计2）垂直毛细管黏度计装置8-1用石英玻璃制成，毛细管2内径为0.4mm，长为175mm，3为已知容积。如测金属黏度，首先由7将金属试样加到样品容器5内，打开真空活塞6将体系抽至真空，然后将装置伸入高温炉4的恒温带中加热，待样品熔化并达到所需温度恒温后，倾斜炉体，使金属熔体流经3和2而进入1。然后向相反方向倾斜炉体，使金属熔体重新流回已知容积3，通过炉子另一端石英窗观察，使液面略高于已知容积上部刻线a后，立即将炉子恢复水平，此时金属熔体靠自身重力而流人毛细管，用秒表准确记录熔体液

4、面流经已知容积3上下刻线加所需的时间t，由（8.2）式可求得熔体的黏度值。第八章冶金材料物性测定式中：R——毛细管半径；V——已知容积；t——熔体流过已知容积的时间ρ——熔体密度；L——毛细管长度；m，n——修正系数；g——重力加速度；H——试料下落高度。第八章冶金材料物性测定1.细管法1）水平毛细管黏度计2）垂直毛细管黏度计(8.2)垂直毛细管黏度计装置8-2用耐热玻璃制成。试料在玻璃容器底部熔化，用负压将熔体抽进毛细管和熔体储存器中。熔体吸入高度用铂接点探针3和4指示。当去掉负压后，熔体靠自身重力下降。若事先准确测定储存器的容积并

5、测得熔体流过该容积的时间，便可用公式（8.2）计算熔体在该温度下的黏度值。1.细管法1）水平毛细管黏度计2）垂直毛细管黏度计第八章冶金材料物性测定2.旋转柱体法方法原理旋转柱体法装置是由两个半径不等的同心体（或圆筒）组成，如图8-3所示。外柱为空心圆筒（坩埚）。在内外柱体之间充以待测黏度的液体，当外力使二柱体之一匀速转动而另一柱体静止不动时，则在两柱体之间的径向距离上的液体内部出现了速度梯度，于是在液体内部便产生了内摩擦。由于内摩擦力作用，在旋转柱体上加一个切应力，利用测量此应力可计算液体的黏度值。旋转柱体法第八章冶金材料物性测定2.

6、旋转柱体法用旋转柱体法测量黏度要求（1）体液应处于层流状态（2）样品必须均匀（3）液体与内外柱体间无滑动摩擦（4）无化学反应第八章冶金材料物性测定2.旋转柱体法1)内柱体旋转法2)外柱体旋转法内柱体旋转法装置8-4测量黏度公式：式中d1，d2内外柱体直径m，使内柱体旋转的荷重质量f，旋转机构的摩擦力r’，连接滑轮半径N，内柱体旋转速度g，重力加速度h，内柱体浸没深度式中除了（m-f），N外其他参数均可用已知黏度液体标定。适于测定5～107Pa·s范围内高黏度的液体黏度，精度可达±5.2％。(8.3)第八章冶金材料物性测定2.旋转柱体法

7、1)内柱体旋转法2)外柱体旋转法所谓外旋转柱体，就是指盛熔体的坩埚，故这种方法也称为坩埚旋转法，图8-5是外旋转柱体法装置图。当外柱体以外力加一转矩使其以一定角速度w转动时，则由于液体的内摩擦力而施加于内柱体以扭转力矩，使吊丝发生扭转。当内柱体所受的扭转力矩与吊丝的平衡扭矩相等时，则吊丝的扭转角度不变，可计算出液体黏度。第八章冶金材料物性测定3.1.2.2旋转柱体法内柱体旋转法外柱体旋转法外旋转柱体法测量液体黏度公式式中，吊丝扭转角度G，吊丝弹性系数JP，吊丝极性惯量矩，l，吊丝长度d，吊丝直径R，r，外内柱体半径h，内柱体浸没深度式

8、中除了，外其他参数均可用已知黏度液体标定。要求保证内外柱体的同轴性。(8.4)第八章冶金材料物性测定2.旋转柱体法1)内柱体旋转法2)外柱体旋转法3.扭摆振动法对于低黏度液体（如液态金属和熔盐）黏度的测定，广泛采用扭摆振