熔体粘度的测定

《高分子物理》课程团队：李彩虹余旺旺栗娟苏珺冶金熔体粘度的测定

李桂荣1测试意义表面张力电导率密度粘度熔体物性是高温熔体的重要物性2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定31测试意义粘度决定了熔体流动性，影响反应速率。对元素扩散、渣钢间反应有重要影响。揭示高温熔体微观结构。2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定42粘度定义

V1V2液层B液层AV1≠V2分子间力运动阻力（熔体内摩擦力）粘性2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定5V1V2液层B液层Ax面积Sdv/dxA、B液层间的内摩擦力F定义为：剪切应力剪切速率可以改写为：2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定6该粘度定义为动力粘度,即:动力粘度=剪切应力/剪切速率,单位:Pa∙s作用:用来衡量流体流动性mPa∙s室温水1液态金属0.5-50.3-30有机化合物0.2-1000熔盐粘度2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定7流体粘度的物理含义是：使流体产生单位速度梯度所需要的内摩擦力（剪应力）。单位：Pa·S（SI制）其他：1厘泊（CP）=10－2泊（P）=10-3Pa·s2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定82粘度测试测试假设：

流体流速很小

各液层运动方向互相平行

速度变化连续该流动状态称为“层流”。靠壁位置径向向里……速度矢量2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定93旋转柱体法测粘度外柱体：石墨坩埚内柱体：钼质转头刚玉转杆高温熔体Rrh

V由于粘性力作用，在柱体将产生一个力矩与之平衡。2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定103旋转柱体法测粘度温度显示区炉升降控制区测试过程显示区（测试界面）控温区2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定113旋转柱体法测粘度高温炉扭矩传感器控制柜熔体物性测定仪实物图炉内示意见下页实物图2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定123旋转柱体法测粘度

当液体是牛顿流体且柱体转速恒定时，速度梯度和力矩都是恒定值，其关系符合下式：外柱体半径，常数内柱体半径，常数扭矩传感器测出；转头转速，可设定在200或300r/min转头浸入熔体深度，常数2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定133旋转柱体法测粘度K称为仪器常数用已知粘度的蓖麻油来标定2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定144测试过程第一步测蓖麻油油温，得油粘度假定油温20℃，则η油=0.977Pa∙s第二步启动转头，进入测试转速ω=300r/min,扭矩M测出得K=0.7392024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定154测试过程第三步配制炉渣X用化学纯按比例配制，混匀后待用第四步升炉温将炉温升到设定温度1500℃，恒温第五步定点粘度测试M、ω、K可知，计算得η1500=0.652Pa∙s第六步粘度-温度曲线测试启动降温程序，并同时测试，得到η-T曲线2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定16X渣的粘度-温度曲线（η-T

）4测试过程随着温度下降，粘度平缓增加

二者非线性关系，温度越低，变化率越大2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定175影响粘度的因素1-温度熔体粘度vs温度之间存在着指数函数关系：热力学温度气体常数粘流活化能常数2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定18粘流活化能粘流活化能求法:测定η-T关系后,取作图得到一直线,从斜率可以求出非极性液体极性液体液态金属玻璃2.1~4.24.2-12.62.1~8.3783.7~627.6几种液体的粘流活化能,kJ/mol2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定195影响粘度的因素2-成分标号渣型典型代表1短渣碱性渣炼钢渣精炼渣2长渣酸性渣高炉渣2024/4/19李桂荣：冶金熔体粘度的测定20熔渣和钢水的黏度

物质温度（℃）黏度（Pa·s）水250.00089铁水14250.0015钢水15950.0025稀熔渣15950.0020黏度中等渣15950.020稠熔渣15950.20FeO14000.030CaO接近熔点<0.050SiO219421