【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及金屬材料，具體涉及一種混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法。
技術(shù)介紹
1、在當(dāng)前的金屬材料研究領(lǐng)域，硝酸鹽作為盤條淬火介質(zhì)在國內(nèi)、外均有相關(guān)的研究報(bào)道，其顯著優(yōu)點(diǎn)是工作溫度范圍大150～595℃，淬火溫度便于控制；二元硝酸鹽50％nano3+50％?kno3作為盤條鹽浴生產(chǎn)線的常用等溫淬火介質(zhì)，其熔點(diǎn)在207℃，工作溫度在500℃以上，硝酸鹽的導(dǎo)熱系數(shù)決定著熔鹽傳熱過程的換熱效率，進(jìn)而影響盤條最終性能。現(xiàn)有技術(shù)通常采用激光導(dǎo)熱儀配置專用藍(lán)寶石液體支架來測試液態(tài)樣品的熱擴(kuò)散系數(shù)，進(jìn)而計(jì)算出導(dǎo)熱系數(shù)；然而硝酸鹽室溫為固態(tài)，207℃以上轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，由固態(tài)轉(zhuǎn)液態(tài)過程中樣品體積發(fā)變化，而藍(lán)寶石支架為固定容器無法進(jìn)行體積修正且樣品熔化后有爬壁現(xiàn)象，易導(dǎo)致樣品厚度不均勻，造成試驗(yàn)成功率低，測試結(jié)果不準(zhǔn)確，此外藍(lán)寶石支架價(jià)格較貴且容易損壞試驗(yàn)成本高。
2、專利申請cn114577843a公開一種lfa系列激光導(dǎo)熱儀用樣品夾具及應(yīng)用方法，主要針對熱擴(kuò)散系數(shù)4mm2/s以下，導(dǎo)熱系數(shù)6w/m·k以下，厚度較低(200um以下)的高分子薄膜材料的導(dǎo)熱測試；該方法不適用二元硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)的測試，針對二元硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)的測試方法研究較少。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)目的在于提供一種混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，通過自制液體支架，解決利用現(xiàn)有支架測定二元硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)不能進(jìn)行體積修正且樣品熔化后存在的樣品爬壁問題，能準(zhǔn)確測定混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)。
2、為達(dá)成上述目的，本專利技術(shù)提
3、將摩爾比為2:1的硝酸鉀和硝酸鈉均勻混合粉末在加熱爐中加熱至300℃～400℃，保溫3～4h，爐冷后取出樣品；
4、將樣品制成設(shè)定厚度的圓餅狀，裝入測試裝置液體支架的圓筒內(nèi)，再將嵌筒嵌入圓筒后裝入激光導(dǎo)熱儀常規(guī)固體支架上；
5、按預(yù)設(shè)測定參數(shù)通過激光導(dǎo)熱儀進(jìn)行測定后，計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)；
6、其中，所述測試裝置液體支架的嵌筒的頂部設(shè)有環(huán)形限位臺階，所述環(huán)形限位臺階搭設(shè)在所述圓筒頂端端面，并且所述環(huán)形限位臺階的臺階面上均勻設(shè)置有若干圓形排氣孔；所述嵌筒嵌入圓筒內(nèi)部的部分筒身與圓筒內(nèi)壁面間隙配合，且當(dāng)所述環(huán)形限位臺階搭設(shè)在所述圓筒頂端端面時(shí)，所述筒身與圓筒內(nèi)底面間距1.5～2.5mm；所述嵌筒嵌入圓筒內(nèi)部的部分筒身的外底面與所述圓筒內(nèi)底面水平，所述筒身與所述圓筒內(nèi)壁之間形成溢流槽，所述圓形排氣孔連通至所述溢流槽。
7、進(jìn)一步的，所述測試裝置液體支架的材質(zhì)為鉑銠合金，所述圓筒和嵌筒的壁厚為0.3～0.6mm；
8、所述計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)的過程為：定義載樣后測試裝置液體支架的圓筒底面、嵌筒底面及位于溢流槽內(nèi)的樣品構(gòu)成測試樣品，則所述測試樣品包含三層結(jié)構(gòu)；先計(jì)算所述測試樣品整體的熱擴(kuò)散系數(shù)，在已知位于三層結(jié)構(gòu)中上下層的鉑銠合金層熱擴(kuò)散系數(shù)的條件下，使用激光導(dǎo)熱儀測試，計(jì)算得到位于三層結(jié)構(gòu)中間層的混合硝酸鹽樣品的熱擴(kuò)散系數(shù)α(t)；根據(jù)計(jì)算的混合硝酸鹽樣品的熱擴(kuò)散系數(shù)α(t)計(jì)算混合硝酸鹽樣品的導(dǎo)熱系數(shù)λ(t)；
9、所述熱擴(kuò)散系數(shù)α(t)和所述導(dǎo)熱系數(shù)λ(t)計(jì)算如下：
10、α(t)＝0.1388×d2÷t50????????????????????????(2-1)
11、λ(t)＝α(t)×cp(t)×ρ(t)?????(2-2)
12、其中，t為試驗(yàn)溫度，d為試驗(yàn)溫度下的混合硝酸鹽樣品厚度，t50為混合硝酸鹽樣品的半升溫時(shí)間，cp(t)為混合硝酸鹽樣品在試驗(yàn)溫度下的比熱，ρ(t)為混合硝酸鹽樣品在試驗(yàn)溫度下的密度。
13、進(jìn)一步的，所述均勻混合粉末在加熱爐中的加熱速率為5～10℃/min。
14、進(jìn)一步的，所述測定參數(shù)包括升溫速率10～20℃/min，電壓250v，采樣時(shí)間15～60s。
15、進(jìn)一步的，所述測試裝置液體支架組裝后所述嵌筒與所述圓筒同軸，并且所述嵌筒嵌入圓筒內(nèi)部的部分筒身的外徑比所述圓筒的內(nèi)徑小0.6mm。
16、進(jìn)一步的，所述環(huán)形限位臺階遠(yuǎn)離所述嵌筒的外沿設(shè)置有翻邊，所述翻邊向所述圓筒底部延伸。
17、進(jìn)一步的，所述圓餅狀樣品的設(shè)定厚度為1.7mm～2.7mm。
18、進(jìn)一步的，所述嵌筒嵌入圓筒內(nèi)部的部分筒身外壁面為光滑弧面。
19、進(jìn)一步的，所述環(huán)形限位臺階的臺階面上均勻設(shè)置有六個(gè)圓形排氣孔。
20、進(jìn)一步的，當(dāng)圓餅狀樣品置于所述圓筒內(nèi)底面時(shí)，所述圓餅狀樣品的厚度大于所述環(huán)形限位臺階搭設(shè)在所述圓筒頂端端面時(shí)所述嵌筒底端與圓筒內(nèi)底面的間距。
21、由以上技術(shù)方案可知，本專利技術(shù)的技術(shù)方案獲得了如下有益效果：
22、本專利技術(shù)公開的混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，涉及金屬材料領(lǐng)域；方法包括：將摩爾比為2:1的硝酸鉀和硝酸鈉均勻混合粉末在加熱爐中加熱至300℃～400℃，保溫3～4h，爐冷后取出樣品；將樣品制成設(shè)定厚度的圓餅狀，裝入測試裝置液體支架的圓筒內(nèi)，再將嵌筒嵌入圓筒后裝入激光導(dǎo)熱儀常規(guī)固體支架上；按預(yù)設(shè)測定參數(shù)通過激光導(dǎo)熱儀進(jìn)行測定后，計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)；該支架的嵌筒的頂部設(shè)有搭設(shè)在圓筒頂端端面的環(huán)形限位臺階，并且環(huán)形限位臺階的臺階面上設(shè)置有圓形排氣孔；嵌筒嵌入圓筒內(nèi)部的部分筒身與圓筒內(nèi)壁面間隙配合，筒身的外底面與圓筒內(nèi)底面水平，筒身與圓筒內(nèi)壁之間形成載樣的溢流槽，圓形排氣孔連通至溢流槽；本專利技術(shù)通過自制液體支架解決當(dāng)下測定二元硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)不能進(jìn)行體積修正且樣品熔化后存在的樣品爬壁問題，不僅能準(zhǔn)確測定混合硝酸鹽的導(dǎo)熱系數(shù)，且能夠阻止樣品溢出損壞設(shè)備。
23、具體的，當(dāng)硝酸鹽樣品在圓筒內(nèi)底面受熱熔化后嵌筒受到重力作用隨液體液面逐漸下降到環(huán)形限位臺階搭設(shè)到圓筒頂端，實(shí)現(xiàn)液態(tài)樣品與液體支架充分接觸，進(jìn)而使樣品厚度均勻；環(huán)形限位臺階的溢流槽與排氣孔相互作用，可釋放液體支架內(nèi)壓力，解決樣品融化后爬壁；本專利技術(shù)試驗(yàn)成功率高，測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定，結(jié)果偏差小。
24、應(yīng)當(dāng)理解，前述構(gòu)思以及在下面更加詳細(xì)地描述的額外構(gòu)思的所有組合只要在這樣的構(gòu)思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的專利技術(shù)主題的一部分。
25、結(jié)合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本專利技術(shù)教導(dǎo)的前述和其他方面、實(shí)施例和特征。本專利技術(shù)的其他附加方面例如示例性實(shí)施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據(jù)本專利技術(shù)教導(dǎo)的具體實(shí)施方式的實(shí)踐中得知。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，所述測試裝置液體支架的材質(zhì)為鉑銠合金，所述圓筒和嵌筒的壁厚為0.3～0.6mm；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，所述均勻混合粉末在加熱爐中的加熱速率為5～10℃/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，所述測定參數(shù)包括升溫速率10～20℃/min，電壓250V，采樣時(shí)間15～60s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，所述測試裝置液體支架組裝后所述嵌筒與所述圓筒同軸，并且所述嵌筒嵌入圓筒內(nèi)部的部分筒身的外徑比所述圓筒的內(nèi)徑小0.6mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，所述環(huán)形限位臺階遠(yuǎn)離所述嵌筒的外沿設(shè)置有翻邊，所述翻邊向所述圓筒底部延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，所述圓餅狀樣品的設(shè)定厚度為1.7mm～2.7mm。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，所述測試裝置液體支架的材質(zhì)為鉑銠合金，所述圓筒和嵌筒的壁厚為0.3～0.6mm；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，所述均勻混合粉末在加熱爐中的加熱速率為5～10℃/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，所述測定參數(shù)包括升溫速率10～20℃/min，電壓250v，采樣時(shí)間15～60s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合硝酸鹽導(dǎo)熱系數(shù)測試方法，其特征在于，所述測試裝置液體支架組裝后所述嵌筒與所述圓筒同軸，并且所述嵌筒嵌入圓筒內(nèi)部的部分筒身的外徑比所述圓筒的內(nèi)徑小0.6mm。
6.根...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：岑風(fēng)，李建華，朱春要，趙希文，
申請(專利權(quán))人：江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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