(高清版)GBT 41079.1-2021 液態(tài)金屬物理性能測定方法 第1部分：密度的測定

液態(tài)金屬物理性能測定方法第1部分：密度的測定2022-07-01實施國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T41079《液態(tài)金屬物理性能測定方法》的第1部分。GB/T41079已發(fā)布了以下部分：——第1部分：密度的測定。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC243)歸口。本文件起草單位：云南科威液態(tài)金屬谷研發(fā)有限公司、云南中宣液態(tài)金屬科技有限公司、云南省科學(xué)技術(shù)院、有色金屬技術(shù)經(jīng)濟研究院有限責(zé)任公司、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所、清華大學(xué)、昆明理工大學(xué)、昆明冶金研究院有限公司、株洲科能新材料有限責(zé)任公司。Ⅱ液態(tài)金屬是一大類合金材料，常溫或工作狀態(tài)下為液態(tài)，具有液態(tài)溫區(qū)寬、導(dǎo)熱率高、導(dǎo)電性強等特性，可廣泛應(yīng)用于熱控與能源、印刷電子、生物醫(yī)療、柔性機器等領(lǐng)域。由于液態(tài)金屬特殊的理化性質(zhì)，現(xiàn)行的金屬材料或液體物理性能測定的方法標(biāo)準(zhǔn)多不適用于液態(tài)金屬物理性能測定。GB/T41079《液態(tài)金屬物理性能測定方法》旨在建立一組物理性能參數(shù)測定的方法，以滿足液態(tài)金屬產(chǎn)品生產(chǎn)和貿(mào)易需求。根據(jù)當(dāng)前液態(tài)金屬各應(yīng)用領(lǐng)域的使用需求及液態(tài)金屬各物理性能測定方法之間的技術(shù)獨立性，GB/T41079確立常用的八種關(guān)鍵性能測定方法，擬由八個部分構(gòu)成：——第1部分：密度的測定。目的在于確立液態(tài)金屬密度的測定方法?！?部分：電導(dǎo)率的測定。目的在于確立液態(tài)金屬電阻率和電導(dǎo)率的測定方法?！?部分：黏度的測定。目的在于確立液態(tài)金屬黏滯性的評價方法?！?部分：導(dǎo)熱系數(shù)的測定。目的在于確立液態(tài)金屬導(dǎo)熱系數(shù)與熱擴散系數(shù)的測定方法?！?部分：熱膨脹系數(shù)的測定。目的在于確立液態(tài)金屬熱膨脹系數(shù)的測定方法?！?部分：比熱容的測定。目的在于確立液態(tài)金屬比熱容的測定方法。 第7部分：表面張力的測定。目的在于確立液態(tài)金屬表面張力的測定方法，——第8部分：接觸角的測定。目的在于確立液態(tài)金屬與固體材料接觸角的試驗方法。液態(tài)金屬的密度是其最基本的物理性能參數(shù)，準(zhǔn)確地獲得密度是測定其電學(xué)、熱學(xué)、流變學(xué)的多個物理性能的前提。GB/T41079.1確定以測量原理簡單、設(shè)備要求簡單、精度高、并可以在寬溫度區(qū)間進行連續(xù)測量的阿基米德法為液態(tài)金屬密度測量的標(biāo)準(zhǔn)方法，力求廣泛適用，操作可行。1液態(tài)金屬物理性能測定方法第1部分：密度的測定本文件規(guī)定了液態(tài)金屬密度的測定方法。本文件適用于在室溫至300℃范圍內(nèi)進行液態(tài)金屬密度的測定。在300℃以上的熔鹽、金屬熔體密度測定也可參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1423貴金屬及其合金密度的測試方法GB/T4339金屬材料熱膨脹特征參數(shù)的測定GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4原理以阿基米德原理為基礎(chǔ)，測量已知質(zhì)量的重錘浸入液態(tài)金屬后的質(zhì)量，得到重錘受到的浮力，以計算液態(tài)金屬的密度，示意圖見圖1。標(biāo)引序號說明：1——懸絲；2——坩堝；3——重錘；4——樣品。圖1阿基米德法密度測試示意圖2GB/T41079.1—20215.1電阻爐：在設(shè)定溫度下，爐溫穩(wěn)定度應(yīng)不超過±1℃。5.2熱電偶：1級工業(yè)熱電偶，應(yīng)采用耐液態(tài)金屬腐蝕的不銹鋼或陶瓷保護管。5.3惰性氣體：體積分?jǐn)?shù)不低于99.99%的氮氣或氬氣。5.6懸絲：在試驗溫度下不與樣品發(fā)生任何溶解或反應(yīng)，直徑應(yīng)不大于0.2mm,宜采用鉬絲制成。6樣品6.1液體樣品：體積應(yīng)不少于50mL,并能浸沒重錘。試驗前應(yīng)除去表面氧化層。6.2固體樣品：制成便于裝樣的顆粒或小塊固體，樣品熔融后的體積應(yīng)不少于50mL,并能浸沒重錘。7.2測定7.2.1按照GB/T1423中描述的方法測定重錘在室溫下的密度p。。必要時，按照GB/T4339中描述的方法測定重錘材料的線性熱膨脹系數(shù)。7.2.3將重錘用懸絲懸掛到電子天平上，置于樣品正上方。7.2.4向爐腔中通入流量為0.1L/min～1L/min的惰性氣體至少30min,以將爐腔內(nèi)的空氣排出；在試驗過程中保持惰性氣體流量為0.1L/min～0.2L/min。7.2.5將樣品加熱至試驗溫度，并至少恒溫30min。7.2.6測量重錘在惰性氣體中的稱重量mo。7.2.7使重錘完全浸入樣品中，重錘不應(yīng)和坩堝底面或壁面發(fā)生任何接觸。7.2.8天平讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄重錘在樣品中的稱重量m?。8試驗數(shù)據(jù)處理8.1試驗溫度不高于50℃時，樣品的密度按公式(1)計算，以p記，數(shù)值以克每立方厘米(g/cm3)表示：p——重錘的密度，單位為克每立方厘米(g/cm3);m?——重錘在惰性氣體中的稱重量，單位為克(g);m?——重錘在樣品中的稱重量，單位為克(g)。GB/T41079.1—2021計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字，數(shù)值的修約按GB/T8170的規(guī)定進行。8.2試驗溫度高于50℃時，樣品的密度按公式(2)計算： (2)式中：α——重錘材料的線性熱膨脹系數(shù)，單位為每攝氏度(1/℃);T?——試驗溫度，單位為攝氏度(℃);T?——實驗室常溫，單位為攝氏度(℃)。計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字，數(shù)值的修約按GB/T8170的規(guī)定進行。9精密度9.1重復(fù)性同一操作者，在同一實驗室，用同一套設(shè)備，在相同試驗溫度下，對同一樣品兩次測量結(jié)果之差應(yīng)不大于平均值的2.0%。