чек (трубочки диаметром около I мм забиваются металлом и заплавляют-ся) в формулу приходится вводить поправочные коэффициенты, учитывающие отклонение формы пузыря от сферической, а также воздействие силы тяжести на пузырек, что затрудняет расчет. При проведении экспериментов необходимо точно знать глубину погружения трубочки в расплав, изменение уровня расплава в тигле из-за вытеснения жидкости из трубочки и формирования газового пузырька на срезе трубки, учитывать депрессию или капиллярное поднятие, если расстояние между трубочкой и внутренней стенкой тигля сравнительно невелико.

Неучет этих особенностей при определении поверхностного натяжения может привести к ошибке в несколько процентов. Исключить

некоторые из этих факторов можно, применив тигли диаметром около 100 мм [215, 304]. Глубину погружения трубки в расплав можно не учитывать, если взять две трубки разного диаметра и погружать их в расплав на одинаковую глубину (метод Саг-дена). Однако при этом все равно приходится учитывать изменение уровня жидкости.

Несмотря на указанные недостатки, метод максимального давления в пузырьке чаще других применяется при определении поверхностного натяжения расплавов.

Метод «большой капли». Метод характеризуется высокой точностью измерения — до 0,5 %. Капля жидкого металла находится не на плоской подложке, а в огнеупорной чашке. Симметричность капли обеспечивается краями, образующими окружность, для точности эксперимента. Каплю, 7), легко сфотографировать и изме-

Рис. 6. Измерение поверхностного «атяжения методом максимального давления в газовом пузырьке.

тиглем с острыми ровными что имеет большое значение выступающую из тигля (рис.

рить. Краевой угол 6 зависит от степени смачивания материала тигля расплавом; а — угол среза кромки тигля. Устойчивая капля образуется в широком диапазоне значений угла ф, определяемого неравенством а ; ф 6. А так как угол а может быть доведен до 10—20°, то этим методом можно пользоваться при определении поверхностного натяжения расплавов, хорошо смачивающих материал тигля.

Метод плавки металла во взвешенном состоянии. Метод основан на взаимосвязи между частотой колебания капли металла и поверхностным натяжением [65]. Отклонение формы капли от равновесной сферической фиксируется высокоскоростной кинокамерой. Зная массу капли т и частоту колебаний со, величину поверхностного натяжения металла определяют по формуле ом_г = -5- ятсо8.

С целью уменьшения влияния гравитационных сил на форму капли опыты рекомендуется производить на каплях массой 0,5—1 г. Преимущества данного способа: отсутствие контакта расплавленного металла с тиглем (подложкой); отсутствие в расчетной формуле плотности металла; возможность определения поверхностного натяжения металлов при высоких температурах. Однако сложность установки, необходимость синхронной киносъемки капли в двух проекциях, возможность вращения капли вследствие неравномерности электромаг-нитногополя индуктора затрудняют использование данного метода при определении поверхностного натяжения расплавленных металлов.

Кроме перечисленных методов, для определения поверхностного натяжения расплавленных металлов иногда применяются методы капиллярного поднятия, отрыва

°0 кольца, втягивания вертикальной пластины (цилиндра), определения

|Х) формы мениска, диспергирования

•«/} твердого материала под действием

высокотемпературного газового потока (А. с. № 1242767, СССР), од-нако они используются сравнительно редко.

Оптимизация расчетов при определении поверхностного натяжения металлов методами висящей или лежащей капли позволяет [335] повысить точность замера величины ом_г.

Рис. 7. Измерение поверхностного натяжения методом большой капли.

3. Межфазное натяжение

При измерении межфазного натяжения используют в основном метод лежащей капли в двух его разновидностях. В первом случае применяется рентгеносъемка капли жидкого металла, покрытой шлаком [229 , 230], если плотности контактирующих фаз заметно отличаются друг от друга. Возможность длительной выдержки системы металл — шлак при постоянной температуре позволяет исследовать систему в состоянии равновесия при любой наперед заданной температуре. Трудоемкость метода, сложность подбора материала тигля, одинаково стойкого к воздействию шлака и металла, искупаются возможностью получения весьма точных результатов при определении величин межфазного натяжения.

Обмер капель в застывшем состоянии 1149] позволяет исключить рентгеносъемку и упростить эксперимент, но может привести, по тем же причинам, что и при определении о„_г, к значительным ошибкам. Зная размеры капли, величину межфазного натяжения находят по таблицам или графикам, как и в случае определения поверхностного натяжения по методу лежащей капли.