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原文传递一种测量铝熔体中氢扩散系数的装置及方法

专利名称：	一种测量铝熔体中氢扩散系数的装置及方法
摘要：	一种测量铝熔体中氢扩散系数的装置及方法，括质子导体固体电解质管、陶瓷管支撑体、密封塞、陶瓷片和直流电源；方法为：(1)将铝置于质子导体固体电解质管内，将装置置于电阻炉内；(2)向电阻炉内通入H2，通入质子导体固体电解质管内；(3)H2充满后，将质子导体固体电解质管升温至测量温度，金属铝熔化，电极引线底端位于铝熔体内；H2溶于铝熔体；(4)对质子导体固体电解质管内壁和外壁之间施加电压，氢通过质子导体固体电解质管的外壁析出，记录电流数据值；(5)采用记录的电流数据值计算氢扩散系数DH。本发明的装置及方法测试灵活，测量速度快，一次测量可得到多组温度下铝熔体中氢的扩散系数，测量结果重现性高，结果精确。
专利类型：	发明专利
申请人：	东北大学
发明人：	厉英;丁玉石
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
申请号：	CN201911345398.1
公开号：	CN111024558A
代理机构：	沈阳东大知识产权代理有限公司
代理人：	李珉
分类号：	G01N13/00;G;G01;G01N;G01N13;G01N13/00
申请人地址：	110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号
主权项：	1.一种测量铝熔体中氢扩散系数的装置，其特征在于包括质子导体固体电解质管(2)、陶瓷管支撑体(5)、密封塞(9)、陶瓷片(1)和直流电源(10)；质子导体固体电解质管(2)底部通过高温粘结剂与陶瓷片(1)粘接固定，质子导体固体电解质管(2)顶部的外壁通过高温粘结剂与陶瓷支撑体(5)底部的内壁粘接固定；陶瓷管支撑体(5)顶部与密封塞(9)装配在一起，通气管(6)和电极引线(7)穿过密封塞(9)插入陶瓷管支撑体(5)内部，密封塞(9)上还设有出气口(8)；质子导体固体电解质管(2)的外壁上固定连接有多孔电极(3)；电源(10)的正极与电极引线(7)连接，负极通过导线与多孔电极(3)连接，导线上串联有电流表。 2.根据权利要求1所述的测量铝熔体中氢扩散系数的装置，其特征在于该装置位于电阻炉(12)内，电阻炉的内部设有进气管(14)与气源连通。 3.一种测量铝熔体中氢扩散系数的方法，其特征在于采用权利要求1所述的装置，按以下步骤进行： (1)将金属铝置于质子导体固体电解质管(2)内，将测量铝熔体中氢扩散系数的装置置于电阻炉(12)内；出气口(8)与电阻炉(12)外部连通； (2)通过进气管(14)向电阻炉(12)内通入H2，并通过通气管(6)将H2通入质子导体固体电解质管(2)内； (3)当H2充满电阻炉(12)内部及质子导体固体电解质管(2)内部后，开启电阻炉(12)将质子导体固体电解质管(2)升温至测量温度，此时金属铝熔化形成铝熔体(13)，并且电极引线(7)的底端位于铝熔体(13)内；通入的部分H2溶于铝熔体(13)内，多余的H2从出气口(8)排出； (4)开启直流电源(10)，对质子导体固体电解质管(2)内壁和外壁之间施加0.5～5V电压，铝熔体中的氢在电压作用下通过质子导体固体电解质管(2)的外壁析出，此时通过电流表记录不同时间的电流数据值； (5)采用记录的电流数据值计算氢扩散系数DH＝-0.173·k·a2；其中，a为质子导体固体电解质管(2)的内径，单位cm，r为质子导体固体电解质管(2)内壁到扩散源的距离，单位cm；所述的扩散源为质子导体固体电解质管(2)的轴线处。
所属类别：	发明专利