Способ исследования гетерогенности поликомпонентных жидкостей
Сущность изобретения: жидкость получают в процессе центрифугирования при температуре образцов-компонентов, превышающей эвтектическую, и измеряют толщину прослойки жидкости, образовавшейся в зоне контакта.
Изобретение относится к физико-химическому анализу вещества и предназначено для исследования строения жидких и жидко-твердых растворов и смесей.
Известен способ исследования гетерогенности поликомпонентных жидкостей путем седиментации в гравитационном поле (отстаивание). Исследуемую жидкость помещают в высокий сосуд или вертикально расположенный капилляр и выдерживают в течение длительного времени без вибрации и других воздействий. Исследуя распределение компонентов по высоте делают вывод о том, является ли изучаемая поликомпонентная жидкость физическим раствором или суспензией, эмульсией, шламом и т.д. Недостатком этого способа является большая продолжительность процесса разделения фракций. Этот недостаток устранен в способе, где разделение составляющих жидкость элементов осуществляется с помощью центрифугирования [1], который из известных технических решений наиболее близок по технической сущности к заявляемому объекту и является одновременно базовым объектом. Способ заключается в том, что цилиндрический образец исследуемого вещества укрепляют на роторе центрифуги так, чтобы в процессе вращения ось цилиндрического образца располагалась вдоль радиуса вращения. Расплавленный образец подвергают центрифугированию. Затем образец кристаллизуют. Кристаллизацию производят либо в процессе вращения, либо путем быстрого охлаждения после остановки центрифуги. После этого химическим или иным методом исследуют распределение компонентов вдоль направления оси образца. Предполагается, что если образец в жидком состоянии имеет достаточно устойчивые структурные неоднородности, то более плотные компоненты будут накапливаться на дальнем от оси вращения конце образца, а менее плотные - наоборот. Если результаты анализа свидетельствуют о наличии градиента состава вдоль оси образца, то делают вывод о гетерогенности исходного расплава. Основным недостатком указанного способа является искажение имеющегося в расплаве распределения компонентов при кристаллизации, которая предшествует анализу образцов. Кристаллизация сопровождается конвективными потоками, ликвацией и другими эффектами, вызывающими перераспределение компонентов. Менее существенным недостатком является необходимость проведения химического или иного анализа, всегда связанного с заметной погрешностью определения. Целью изобретения является повышение надежности и точности результатов исследования. Цель достигается тем, что исследуемую жидкость получают путем контактного плавления кристаллов-компонентов в процессе центрифугирования. О гетерогенности или гомогенности расплава судят по толщине образовавшейся жидкой прослойки при сравнении с прослойкой, полученной за то же время и в тех же условиях, но без центрифугирования. Предлагаемый способ заключается в следующем. Пусть необходимо исследовать расплав, получаемый смешиванием компонентов А и В (каждый из которых может быть либо одно-, либо многокомпонентным). Из компонентов А и В, находящихся в твердом состоянии, изготавливают цилиндрические образцы одинакового диаметра (обычно 1-3 мм) и длиной 1-2 см. Торцы, предназначенные для контактирования, на обоих цилиндрах должны быть плоскими, перпендикулярными оси цилиндров. Образцы помещают в трубку так, чтобы торцы, предназначенные для контактирования, были направлены навстречу, но не касались друг друга. Образец, имеющий большую плотность, крепят в трубке неподвижно. Менее плотный образец может скользить с трением вдоль оси трубки. Трубку с образцами укрепляют на роторе центрифуги так, чтобы при вращении трубка располагалась вдоль радиуса вращения, а более плотный образец находится дальше от оси вращения, чем менее плотный. В зоне нахождения трубки с образцами создают температуру, более высокую, чем эвтектическая температура системы А-В, но более низкую, чем температура плавления наиболее легкоплавкого компонента, и обеспечивают постоянство этой температуры в процессе центрифугирования. После запуска центрифуги менее плотный образец под действием центробежной силы скользит вдоль трубки до соприкосновения с более плотным жестко закрепленным образцом. В результате происходит контактное плавление, так как необходимая для этого температура обеспечена. Расположение образцов на роторе центрифуги аналогично вертикальному расположению в гравитационном поле, когда нижним является более плотный образец. Так как образующаяся жидкость из зоны контакта не удаляется, то толщина жидкой прослойки монотонно растет со временем. На границах жидкость-кристалл со стороны жидкости устанавливается квазиравновесное состояние, а скорость роста жидкой прослойки лимитируется переносом вещества через жидкость. Если kT >> |![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/948.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/948.gif)
Формула изобретения
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕТЕРОГЕННОСТИ ПОЛИКОМПОНЕНТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ, включающий центрифугирование цилиндрического образца, располагаемого вдоль радиуса вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности результатов, исследуемую жидкость получают в процессе центрифугирования путем приведения в контакт кристаллов-компонентов образца при температуре выше эвтектической и измеряют толщину прослойки жидкости, образовавшейся в зоне контакта, по которой судят о гетерогенности.
Похожие патенты:
Седиментометр // 1804609
Седиментометр // 1778630
Изобретение относится к исследованию гранулометрического состава дисперсных материалов и может быть использовано в геологии, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности
Способ анализа дисперсных систем по размерам // 1718043
Способ определения среднего радиуса частиц дисперсной фазы в коллоидных растворах @ -а @ и @ -р // 1702253
Изобретение относится к способам исследования коллоидных растворов a-As и а-Р, применяемых для получения бессеребряных изображений методом фотоосаждения
Седиментометр // 1696969
Изобретение относится к измерительной технике, к устройствам для определения свойств дисперсных систем, и может быть использовано в разных отраслях промышленности для определения седиментационной устойчивости дисперсных систем в динамических условиях
Изобретение относится к исследованию гранулометрического состава дисперсных веществ и может быть использовано в геологии , почвоведении, химии
Устройство для определения седиментационной устойчивости высококонцентрированных суспензий // 1679289
Изобретение относится к устройствам для определения седиментационной устойчивости высококонцентрированных суспензий и может быть использовано в нефтяной, химической и других отраслях промышленности Целью изобретения является повышение точности определения седиментационной устойчивости высококонцентрпрованных суспензий путем учета влияния давления жидкости затворения на испытуемую суспензию при падении в ней перового давления
Изобретение относится к определению разновидностей хризотил-асбеста и может быть использовано в геологоразведочном производстве и горнодобывающей промышленности, а также в тех отраслях, которые используют хризотил-асбест
Устройство для анализа воды // 2132049
Изобретение относится к измерительной технике
Седиментационный гранулометр // 2196974
Изобретение относится к устройствам контроля крупности продуктов мокрого измельчения в горной, металлургической, химической и строительной отраслях промышленности
Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано в медицине при исследовании скорости оседания эритроцитов в плазме крови (СОЭ) или в физической химии при седиментационном анализе дисперсных фаз
Изобретение относится к области исследования или анализа материалов путем определения их физических свойств
Изобретение относится к области исследования или анализа материалов путем определения их физических свойств
Устройство для анализа воды // 2415399
Изобретение относится к устройствам для анализа воды по следующим характеристикам: мутности, цветности, температуре, результатам седиментационного анализа, электропроводности, вязкости, электрофоретической подвижности, дзета-потенциалу частиц взвеси, химической потребности в кислороде, содержанию хлора, водородному показателю и редокс-потенциалу и может быть использовано для мониторинга водных объектов, технического и питьевого водоснабжения
Изобретение относится к лазерным устройствам для измерения и контроля размеров частиц в суспензиях, микро- и наноэмульсиях, коллоидных растворах и взвесях частиц в жидкостях и газах