专利名称：一种受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置。
背景技术：
目前测量金属材料在熔融状态或者液固状态时的扩散研究较多，但是由于扩散的特殊性，影响扩散的原因众多，其中最主要的因素是在熔体中存在着对流，严重地干扰了分子扩散过程。由于液态金属的扩散系数很小，数量级为10_9m2/S，这就使扩散实验受到重力导致的浮力对流和由于温度不均引起的热对流等诸多因素的影响。而毛细管管径的大小以及毛细管的材料又和对流的强弱密切相关。因此设计一种合适管径以及合适材料的毛细管来减少或消除对流的影响便成为提高扩散实验准确度的关键。近年来，磁场下处理样品的工艺方法已经运用到生产、生活中的各个领域。在液态金属扩散实验中施加一定的稳恒磁场能有效消除对流对扩散的影响，可近似看成微重力场而获得较精确的扩散系数值。而且施加稳恒磁场具有耗时短、投资小、可信度高等优点。因此，在液态金属扩散中引入稳恒磁场具有重大的研究价值。目前测量磁场下样品的扩散鲜有人做，这与磁场狭小空间，以及如何设计扩散偶有关。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，能用于更准确的测量金属熔体的扩散系数值。为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为:一种受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，其不同之处在于:其包括石墨毛细管、与石墨毛细管相配置的石墨坩埚盖、石墨帽，石墨毛细管的两端均依次设置有使石墨毛细管内部形成相对密闭空间的所述石墨坩埚盖、石墨帽，所述石墨毛细管与石墨帽通过螺纹连接固定。按以上技术方案，所述石墨毛细管的长度大于等于40mm。按以上技术方案，所述石墨毛细管的内径为I 2mm。按以上技术方案，还包括设置在石墨毛细管内的内置毛细管，所述石墨毛细管的内径为5 6mm,所述内置毛细管的内径为I 2mm,内置毛细管的外径略小于石墨毛细管的内径。按以上技术方案，所述内置毛细管的材质为石英或者刚玉。对比现有技术，本实用新型的有益特点如下:I)、该受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，大大提高实验的准确性，重复性比较高。毛细管的材料以及直径大小适宜，可以有效地遏制对流对扩散的影响，从而测得准确的扩散系数值。由于采用的是石墨毛细管，在实验过程中可以重复利用，大大缩小了实验成本；2)、该受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，体积比较小，可以利用受限空间的磁场来减弱由于重力产生的对流对扩散的影响，从而提高实验的准确性；[0013]3)、该受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，设计简单，操作方便，大大减少了实验的准备时间，提闻了实验效率。
图1为本实用新型实施例一的石墨毛细管结构图；图2为本实用新型实施例一的石墨坩埚盖结构图；图3为本实用新型实施例一的石墨帽结构图；图4为本实用新型实施例一的石墨毛细管和石墨坩埚盖组装图；图5为本实用新型实施例一的整体结构图；图6为本实用新型实施例二的整体结构图；图7为本实用新型实施例的立体图；其中:1-石墨毛细管、2-石墨坩埚盖、3-石墨帽、4-内置毛细管。
具体实施方式
下面通过具体实施方式
结合附图对本实用新型作进一步详细说明。请参考图1 图7，本实用新型实施例受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，其包括石墨毛细管1、与石墨毛细管I相配置的石墨坩埚盖2、石墨帽3，石墨毛细管I的两端均依次设置有使石墨毛细管I内部形成相对密闭空间的所述石墨坩埚盖2、石墨帽3，石墨毛细管I与石墨帽3通过螺纹连接固定。具体的，石墨毛细管I的长度大于等于40mm。优选的，石墨毛细管I的内径为I 2mm。优选的，还包括设置在石墨毛细管I内的内置毛细管4，石墨毛细管I的内径为5 6mm,内置毛细管4的内径为I 2mm,内置毛细管4的外径略小于石墨毛细管I的内径。优选的，内置毛细管4的材质为石英或者刚玉。本实用新型实施例形成一个相对封闭的环境，可以有效地的防止液态金属流出，同时可以使金属紧密的接触，其占用空间比较小，简单实用。本实用新型实施例一中，使用相配置的石墨毛细管和石墨坩埚盖，石墨毛细管内用于放置待测试金属样品，石墨毛细管的内径设为2_、长度设为50_。实验研究表明，当管径为I 2毫米时，测得扩散系数值和管径无关。该装置可以在受限空间磁场下测量金属的自扩散系数，也可以用来测量纯金属间的互扩散系数，并借此测量研究出磁场强度、温度、材料密度以及保温时间对扩散系数的影响。本实用新型实施例一在测量时安装步骤如下:步骤一:将石墨毛细管的一端盖上石墨坩埚盖，接着再装上一个石墨帽，拧紧至适当程度；步骤二:将两金属棒料的一端磨平抛光，放置在石墨毛细管内，让抛光面相接触；步骤三:最后再在另一端盖上石墨坩埚盖，接着再装上一个石墨帽，拧紧至适当程度，使两金属棒接触，切记不要挤压金属棒。按上述步骤密封安装后，将密封好的石墨毛细管放置在磁场中的电阻炉中进行扩散实验。本实用新型实施例二中，考虑到石墨毛细管在使用过程中受到一定限制，比如金属Al在高温时会与石墨反应，对实验结果产生影响，因此在Al以及其他合金的测量过程中需要用到石英或者刚玉材料的内置毛细管。实施例二中，石墨毛细管内径为5 6_，并将内径为I 2_、外径略小于石墨毛细管内径的石英毛细管或者刚玉毛细管放置其中，使可以测量的金属种类范围扩大，并且能够在相同的测试条件下测量毛细管材料对金属扩散系数的影响。本实用新型实施例二使用时，首先将金属棒料放置在石英毛细管或刚玉毛细管中，然后将放置好金属棒料的内置毛细管放置在石墨毛细管中，应用石墨坩埚盖和石墨帽进行密封，最后将密封好的石墨毛细管放置在磁场中的电阻炉中进行扩散实验。以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，其特征在于:其包括石墨毛细管、与石墨毛细管相配置的石墨坩埚盖、石墨帽，石墨毛细管的两端均依次设置有使石墨毛细管内部形成相对密闭空间的所述石墨坩埚盖、石墨帽，所述石墨毛细管与石墨帽通过螺纹连接固定。
2.根据权利要求1所述的受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，其特征在于:所述石墨毛细管的长度大于等于40mm。
3.根据权利要求1或2所述的受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，其特征在于:所述石墨毛细管的内径为I 2mm。
4.根据权利要求1或2所述的受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，其特征在于:还包括设置在石墨毛细管内的内置毛细管，所述石墨毛细管的内径为5 6mm,所述内置毛细管的内径为I 2mm,内置毛细管的外径略小于石墨毛细管的内径。
5.根据权利要求4所述的受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，其特征在于:所述内置毛细管的材质为石英或 者刚玉。
专利摘要本实用新型涉及一种受限空间磁场下金属扩散系数的测量装置，其不同之处在于其包括石墨毛细管、与石墨毛细管相配置的石墨坩埚盖、石墨帽，石墨毛细管的两端均依次设置有使石墨毛细管内部形成相对密闭空间的所述石墨坩埚盖、石墨帽，所述石墨毛细管与石墨帽通过螺纹连接固定。本实用新型能用于更准确的测量金属熔体的扩散系数值。
文档编号G01N13/00GK203164083SQ201320125408
公开日2013年8月28日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者武玉琴, 徐星 申请人:武汉纺织大学