专利名称：块体非晶合金粘度系数的单光束激光测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及材料粘度测量领域，特别提供一种块体金属玻璃粘度系数的 单光束激光测量仪。
背景技术：
粘度是描述非晶合金过冷熔体动力学性质的一个最重要参数，测定非晶合金的 粘度系数有助于理解非晶形成的动力学过程。测量块体非晶合金粘度系数的难点 是如何精确测定固体在固定载荷作用下其长度在某一温度下随时间的变化规律。 目前，测量块体非晶合金粘度系数的设备主要是利用差动变压器直线位移传感器 测量长度的变化。
差动变压器直线位移传感器是一个开口变压器，其原边有一个绕组，副边有两 个按差动方式联接的绕组。变压器开口上有一活动铁芯，该铁芯产生位移时使磁 路改变，从而使输出差动电压随之改变。其输出电压Es与铁芯位移x成线性关系 且十分灵敏。位移变送器由同心分布在线圈骨架上一初级线圈P， 二个级线圈Sl和 S2组成，线圈组件内有一个可自由移动的杆装磁芯(铁芯)，当铁芯在线圈内 移动时，改变了空间的磁场分布，从而改变了初次级线圈之间的互感量M，当初级 线圈供给一定频率的交变电压时，次级线圈就产生了感应电动势，随着铁芯的位 置不同，次级产生的感应电动势也不同，这样，就将铁芯的位移量变成了电压信 号输出。目前的量程自0.1-400毫米、分辨率达O. l微米、线性度小于0.05%。但 是其最小量程O. 1毫米限制了它的应用范围，且不能测量极为细小的长度变化。 发明内容
本实用新型目的在于提供一种测量块体非晶合金粘度系数的单光束激光测量仪。
本实用新型的技术方案是
SI0S-SP120D激光干涉仪通过光纤与He—Ne激光发射盒相连，所述的He--Ne 激光发射盒侧面安装XY方向平移台，平移台通过支杆固定在高真空加热炉上方， 所述的高真空加热炉中部安装样品夹具以及加载平台，所述的高真空加热炉顶端 设有玻璃窗口正对着所述的He—Ne激光发射盒，高真空加热炉炉内放置被测样品的底端安置一 K型热电偶，所述的热电偶与rbhS104调理板相连后再与rbh6223h 数据采集卡相连，所述的rbh6223h数据采集卡和SI0S-SP120D激光干涉仪同时 与计算机相连，恒流微机电源与所述的rbhS104调理板的侧面相连。
本发明的另一个技术方案是上述的加载平台顶端距离玻璃窗口为45mm-55mm。 本发明的再一个技术方案是上述的加载平台顶端与所述的He—Ne激光发射盒 的激光发射口相距在180-220腿。
本实用新型主要特点是采用激光测量块体非晶合金的长度在固定载荷作用 下、在某一温度下、随时间的变化规律。激光发射仪的分辨率为1.24纳米，并且 激光干涉测量本身也具有很高的测量精度，综合利用两者的高精度，减少了实验 过程中的测量误差，尤其是在试样变形的初始阶段，可以有效测量微小变形，弥 补普通方法无法测量该阶段的不足，提高了测量精度。
因此，通过测量块体非晶合金的长度在固定载荷作用下、在某一温度下、随 时间的变化规律，可以得到块体非晶合金的粘度随温度的变化，理解块体非晶合 金形成的动力学过程。以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1是单光束激光测量仪的结构示意图。 图2是单光束激光测量法的原理图。
具体实施方式
图1是单光束激光测量仪的结构示意图，图中高真空加热炉1炉壁顶端设计一 玻璃窗口5供激光透射；炉内安装固定样品的夹具2以及加载平台3，满足加载平 台顶端与激光发射盒6的激光发射口相距180mm-220腿，以保证激光反射形成有效 干涉；激光发射盒6侧面安装XY方向平移台7以调节激光发射盒位置；高真空炉 内被测样品下端安置K型热电偶8实时采集样品温度。
SI0S-SP120D激光干涉仪12连接计算机13。热电偶8导线先与rbhS104调理 板9和rbh6223h数据采集卡11相连，再接入计算机。恒流微机电源10为调理板 9提供电源。
1)块体非晶合金粘度的测量步骤 先将被测样品4置于高真空加热炉1内， 用夹具2固定，上加加载平台3。②安装好样品后，开启SIOS-SP120D激光干涉仪 12，利用XY方向平移台7调节激光发射盒6位置，使激光透过加热炉玻璃窗5对准被测样品光滑表面，并沿原路返回与入射光形成干涉。O形成有效的干涉信号 后，将激光发射盒6位置固定，关闭高真空加热炉l炉门，对高真空加热炉炉体 抽真空。O)当加热炉炉内真空度达到10—4Pa以下，再微调激光发射盒6位置反射 激光与入射光形成有效干涉。 最后，在高真空炉中充入氩气形成氩气保护气氛， 随后开启高真空炉加热器对样品进行加热，开始测量在固定载荷作用下、随着温 度的升高样品高度的变化规律。
由于激光束易受外界作用力影响，为保证高的测量精度，测量时不能撞击激光 发射盒或加热炉。
2)温度的采集利用rbh8223h数据采集卡11采集安置于高真空炉内被测样 品下端的K型热电偶8测量的温度数据，经rbhS104调理板9放大100倍，连接 计算机13。
绘制块体非晶合金的粘度随温度变化曲线。
图2为单光束激光测量法测量块体非晶合金粘度的原理图。被测样品置于高 真空加热炉1内，SI0S-SP120D激光干涉仪激光发射盒6发射一束激光a打在加载 平台3的上表面，激光经样品光滑表面反射沿原路返回至激光发射盒发射口形成 干涉。根据粘度测量的原理，粘度与在一定载荷作用下、不同的温度下、样品高 度随时间的变化规律满足下列公式
式中，真应力。、应变f分别满足
<formula>formula see original document page 5</formula>式中A^试样的初始面积； Z。~~试样的原始长度；
~一外加载荷； 力~一压縮后试样的长度。 最终通过相应的计算得出块体非晶合金在不同的温度下粘度系数。
权利要求1.一种块体非晶合金粘度的单光束激光测量仪，其特征在于SIOS-SP120D激光干涉仪(12)通过光纤与He--Ne激光发射盒(6)相连，所述的He--Ne激光发射盒(6)侧面安装XY方向平移台(7)，平移台(7)通过支杆固定在高真空加热炉(1)上方，所述的高真空加热炉(1)中部安装样品夹具(2)以及加载平台(3)，所述的高真空加热炉(1)顶端设有玻璃窗口(5)正对着所述的He--Ne激光发射盒(6)，高真空加热炉炉内放置被测样品(4)的底端安置一K型热电偶(8)，所述的热电偶(8)与rbhS104调理板(9)相连后再与rbh6223h数据采集卡(11)相连，所述的rbh6223h数据采集卡(11)和SIOS-SP120D激光干涉仪(12)同时与计算机(13)相连，恒流微机电源(10)与所述的rbhS104调理板(9)的侧面相连。
2. 如权利要求l所述的一种块体非晶合金粘度的单光束激光测量仪，其特征 在于所述的加载平台(3)顶端距离玻璃窗口 (5)为45mm-55mm。
3. 如权利要求1所述的一种块体非晶合金粘度的单光束激光仪，其特征在于 所述的加载平台(3)顶端与所述的He—Ne激光发射盒(6)的激光发射口相距在 180-220腿。
专利摘要一种块体非晶合金粘度系数的单光束激光测量仪，涉及材料粘度测量领域，SIOS-SP120D激光发射仪通过光纤与He-Ne激光发射盒相连，He-Ne激光发射盒安装在高真空加热炉上方，高真空加热炉炉体顶端设有一玻璃窗口正对着激光发射盒。高真空加热炉内安装样品夹具及加载平台，加载平台顶端与激光发射盒的激光发射口相距在180-220mm。高真空加热炉炉内放置被测样品的下端安置一K型热电偶，热电偶与rbhS104调理板相连后再与rbh6223h数据采集卡相连，rbh6223h数据采集卡和SIOS-SP120D激光发射仪同时与计算机相连。本实用新型由于采用单束激光干涉，并充分利用激光本身的高精度，有效的提高了测量精度，可以精确地测量出在加温加载过程中样品的高度随时间的变化规律，从而得到块体非晶合金的在不同的温度下的粘度。
文档编号G01N11/00GK201311384SQ20082012437
公开日2009年9月16日 申请日期2008年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者刘斌斌, 丰 叶, 林均品, 王艳丽, 陈国良, 黄妹婷 申请人:北京科技大学