Способ определения поверхностного натяжения высоковязких тел

 

Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств поверхностей высоковязких систем, в частности размягченных стекол, и может найти применение в физической химии оксидных расплавов, а также при решении технологических вопросов эмалирования, сварки, обработки металлов давлением и т.д. Цель изобретения - повышение точности измерений путем учета несимметричности образца. Способ заключается а определении для протяженного образца с перешейком, находящегося в равновесии между неподвижным коромыслом весов и горизонтальной опорой, разности между весом нижней от перешейка части образца Р и реакционной опоры L. радиуса перешейка в наиболее узком его сечении г. Новым Q способе является разделение перешейка несколькими горизонтальными сечениями, симметрично отстоящими на расстояниях Ht от сечения с минимальным радиусом окружности, измерение диаметров окружностей горизонтальных сечений Di и определение поверхностного натяжения а по формулеа--P-LJ; Hi?<Di-2r) ;г,г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 N 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И"ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Р-L

f Hi i(0i — 2 r} тг 1+r (Hi

i =-n где и « 3. 1 ил., 1 табл.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4747597/25 (22) 11.10.89 (46) 23.02.92, Бюл. В 7 (71) Уральский научно-исследовательский . институт черных металлов и Уральский по-. литехнический институт им.С.М.Кирова (72) А.И.Сотников, В,В.Петров и Б.Г.Ки-: сельников (53) 532.612.3,(088.8) (56) Авторское свидетельство ССР

N. 940010, кл. G 01 N 13/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР .

М 1453252,. кл. 6 01 N 13/02, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЯЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ВЦСОКОВЯЗКИХ

ТЕЛ (57) Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств поверхйостей высоковязких систем, в частности размягченных стекол, и может найти применение в физической химии оксидных расплввов, а также при решении технологических вопросов эмалирования, сварки, обработки металлов давлением и т.д. Цель изобретения —. повышение точности измерений путем учеИзобретение относится к исследованию физико-химических свойств поверхностей высоковяэких систем, в частности размягченных стекол, и может найти применение в физической химии оксидных расплавов, а также при решении технологических вопросов эмалирования, сварки, обработки материалов давлением и т.п, Известен способ определения поверхностного натяжения твердых тел, основанный на самопроизвольном достижении

"нулевой" полэучести локализованного уча„, Ц„„1714462 А1

2 та несимметричности образца. Способ за,ключается в определении для протяженного образца с перешейком, находящегося в равновесии между неподвижным коромыслом весов и горизонтальной опорой, разности между весом нижней от перешейка части образца P и реакционной опоры L. радиуса, перешейка в наиболее узком его сечении r.

Новым в способе является разделение перешейка несколькими горизонтальными сечениями, симметрично отстоящими на расстояниях Н> от сечения с минимальным радиусом окружности, измерение диаметров окружностей горизонтальных сечений

Di и определение поверхностного натяжения аппо формуле сткв (цилиндрического перешейка радиуса

r) протяженного образца, находящегося между неподвижным коромыслом весов и горизонтальной опорой. Расчет поверхностного натяжения производят после нахождения разности между .весом нижней от перешейка части образца Р и реакции опоры L по формуле а Р-1- (1)

ИГ

Недостатком способа, в частности для определения высоковязких стеклообраэных

1714462

50

Н (OI — 2 г)

+Г

I =-n, HI 4 лг(1

I =-n где и «3. тел является низкая точность измерений, которая обусловлена практической невозможностью формирования у размягченных стекол узкого и короткого перешейка цилиндрической формы, как требует способ. в результате чего неверно находится кривизна тела. В этом случае необходимо учитывать второй радиус кривизны R.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения поверхностного натяжения твердого тела, заключающийся в определении для протяженного образца с перешейком, находящегося в равновесии между неподвижным коромыслом secos u горизонтальной опорой, двух радиусов кривизны перешейка в наиболее узком его сечении(ги R) и разности между весом нижней от перешейка части образца Р и реакции опоры L. Расчет натяжения проводят по формуле

Р-( (2) " (" +Ф

Недостатком известного способа является его низкая точность (погрешность

-10 и более), которая обусловлена иэ-эа наличия гравитации несимметричностью профиля перешейка относительно горизонтали, проходящей через его узкую часть, и в результате этого неточным нахождением радиуса R.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже приведена схема, поясняющая предлагаемый способ.

Способ заключается в том, что при нахождении радиуса кривизны поверхности перешейка учитывают несимметричность профиля перешейка путем дополнительного его обмера, Для определения радиуса кривизны R в узкой части перешейка, имеющего несимметричныйй профиль и описываемого кривой третьего порядка, необходимо определить диаметры как минимум трех пар сечений, симметрично отстоящих от узкой части перешейка, причем одно из сечений должно проходить через верхний край перешейка.

Измерения необходимо проводить по всей высоте перешейка. Это связано с тем, что симметричные кривые второго порядка однозначно определяются пятью точками (окружность тремя), а кривые третьего порядка могут определяться с достаточной степенью достоверности большим количеством точек— как минимум 7 — 10 (одна из точек вершина кривой). При этом чем больший участок перешейка охватывают измерения, тем выше точность определения кривой.

Пример, Определяют поверхностное натяжение стекла (мол. :18,5 NazO и 81,5

BzOa) при 800 С, когда его вязкость невелика, но позволяет произвести сравнение полученных данных со справочными. Подложка и стержень выполняются корундовыми (Alga), диаметр стержня 1 мм, масса капли стекла 5 г, разность сил в равновесии (P—

Ц=111 дин, радиус перешейка r-1,15 мм.

Значения выбранных расстояний HI от минимального сечения до горизонтальных сечений с диаметрами OI и Ь DI= DI-2r сеедены в таблицу (n=4).

Определение поверхностного натяжения по предлагаемому способу дает 143 мДж/м (по справочным данным 144

2 мДж/м ). Ошибка измерения по известному способу 9% снижена до <1 % по предлагаемому, Таким образом, использование предлагаемого способа определения поверхностного натяжения высоковяэких стеклообразных тел обеспечивает по сравнению с известными повышенную точность измерений, что позволяет получить более достоверные данные.

Формула изобретения

Способ определения поверхностного натяжения высоковязких тел, включающий формирование протяженного образца с перешейком, находящегося в равновесии между неподвижным коромыслом весов и горизонтальной опорой, определениеминимального радиуса перешейка г и разности веса P нижней от минимального сечения перешейка части образца и реакции опоры

L, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, измеряют диаметры OI не менее чем трех пар горизонтальных сечений перешейка, симметрично отстоящих на расстояниях HI от сечения с минимальным радиусом, причем одно из сечений проходит через верхний край перешейка, а поверхностное натяжение o .определяют по формуле

1714462

4,4

3,3

2,2 — 2,2

-4 4 — 3 3

1,4

0,7

1,4

0,3.0,1 о,а

0,7

2,4

Корректор M.Ïîæî

Заказ 687 Тираж Подписное .8ЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Н! 10 м

Ь0 х х 104м (Редактор И.Шулла

Составитель С.Зуев

Техред M.Mîðãåíòàë