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SYCQ-1型铝液测氢仪

一、铝液测氢仪工作原理：

SYCQ-1型铝液测氢仪消化吸收*设备的特点，采用减压原理而研制的定性测量铝液中氢含量的检验仪器。该铝液测氢仪适用于生产现场或实验室。氢是*大量溶于液态铝中的气体。由于氢的存在，铝铸件极易产生针孔、气孔等缺陷，它导致铸件的力学性能、内部质量大为降低。为此人们在铝铸件的生产过程中采用多种方法对铝液进行精炼、除气、除渣，以减少铝液中的氢含量，从而减少铸件缺陷的产生。所以在浇注前如何简单、直接、快速地定性或定量确定铝液中氢的含量，以确保获得合格的铸件，一直是国内外铸造业关注的热点。

铝水测氢装置采用减压凝固检验，让试样铝液在减压（一定真空度）条件下，观察铝液试样冷却凝固时析出气泡的情况（或观察试样断面形状、气孔状况并与标准试样相对比，或根据试样的密度与该合金真实密度之比），以此间接定性确定铝液中的含氢量。铝熔体快速测氢仪此法简单，快速，适合目前大多数铝铸件生产厂家应用。试用时从准备铸造的铝液中，取少量铝液试样进行试验。试样倒入经预热的坩埚（钢质坩埚须喷涂脱模剂）内，立即（小于20秒）放入真空室内，并密封真空室后迅速抽真空到一定的真空度。在一定的真空度下，溶解在铝液中的气体便开始析出，从试样表面逸出气泡，同时在试样内部形成气泡，并在试样的表面可以看到凸起现象。

二、铝液测氢仪具有以下特点：

1. 操作简单、使用安全。对操作者无过多要求，略加培训，即可正确使用。

2. 铝水测氢仪分析速度快。能够在5分钟内完成对铝液的含氢量分析。

3.检测结果真实可信，重复性好。综合几种分析手段，可对铝液含氢量作出准确的判断指导生产。

4. SYCQ-1型铝液测氢仪真空室不采用玻璃钟罩，无钟罩损坏之忧。

5. 方便的移动式结构，可对处于不同固定位置的铝液进行含气量检测，一机多用；

6. 仪器坚固耐用。整个仪器无易损件，运行成本低。

三、铝液测氢仪判定方法：

铝液测氢仪使用中，在生产现场，一般可采用以下几种方法定性衡量铝液中的含气量。

● 剖面状态观察法：

   待试样*凝固冷却后，沿垂直面切开试样，磨制并抛光，试样中的气体便以周边园滑的孔洞形式呈现在抛光面上。试样含气量越大，孔洞尺寸也越大，孔洞分布密度也越大。根据实际生产对铸件含气量的要求，确定孔洞分布密度的zui低限和zui高限，并把它们制成若干标准等级样板，以此作为检验和判定标准。

● 凝固状态法：

通过真空罩观察铝液在凝固过程中气体析出的情况以及凝固后试样表面的状态，并将此情况与已制成的标准样板（分多个等级）相比较，评估铝液中的含氢量。又分两种方法：

A: 从真空罩内达到设定的真空度时，启动计时器，到液面冒出*个气泡停止，以逸出气泡的时间长短评估含气程度。含气量多时，气泡逸出时间短，含氢量少时，气泡逸出时间长。适合于铝液中含气量较多时采用。

B: 对凝固后的试样表面凸凹情况进行判断，凸起越多，含气量越多，反之亦然。（如图)● 测量密度法：一定温度的铝液在真空度一定的条件下冷却后，用电子天平在空气中称出试样的质量W1，再把试样悬浮于密度已知的水中，称出在水中的质量W2 。可用以下两种方法分析铝液中的含气量。A、相对密度法?a＝W2/W1??计算后a值越大，说明含气量越小；a值越小，含气量越大。?B、密度法???? W＝W1﹒ρ水/(W1－W2)?；W为铝试样的密度?，试样的密度越大，越致密，气孔越少，含气量越少；反之，含气量越大。

四、铝和铝合金中氢气的存在形式

   氢是铝及铝合金熔液中zui主要的气体，它以原子态的形式溶解于金属中，且在任何清洁自由的表面具有逸出趋势，同时在该表面建立平衡关系：H原子溶解度=常数(PH2)1/2式中PH2是氢气的平衡压力。如果在标准大气压（1.01325×105pa）下,氢的溶解度S是已知的,那么气体含量G将给出一个平衡压力Pi,有:G =S(Pi/atm)1/2atm:1.01325×105paPi是铝液氢含量测试仪所需测定参数,且将其转换成准确的气体含量,其单位在标准状态下为毫升/100克金属。由于S随温度升高显著地增大，因此测量熔液中气体的含量时必须同时测量熔体中的温度。?

氢在液态铝中的溶解度很大，而几乎不溶于固态铝中(如图所示)。 铝液中正常的含氢量为0.10～0.40ml／100g，氢在固态铝中的溶解度约为0.10ml/100g，在700℃附近 的液态铝中约为0.8m1／100g（H2为1个大气压条件下）高湿度、油炉的燃烧产物、回炉料上残留的有机物、盐类熔剂等，都是氢的来源。?? 2AI＋3H2O←→AI2O3＋3H2??? 当铝熔体凝固时，超过临界含量的原子态氢析出，形成氢分子，部分氢分子就可逸出，大部分氢分子因吸随作用而被留住。氢气分子聚集形成气孔、针孔、疏松和“白点”等缺陷，破坏金属的连续性，显著降低机械性能。实际上，所有的加入物和与熔体接触的工具、设备，都可能带入氢。新的炉衬、炉子的耐火材料、坩埚等，通常需要使用几天或几周的时间，其化学结合的氢才能充分地从粘结剂中释放出来。氢的通常的来源是铝和水蒸汽的反应（如下式），温度越高，越容易向右边进行。