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发表于 2007-7-7 15:51:29
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折光仪可以不
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水中溶解进任何物质，都会改变它的折光率，溶解的物质越多，溶液的折光率改变也越大。根据溶液折光率溶质浓度的变化规律，可以用折光仪简便地测出水溶性淬火介质的溶质浓度。本文介绍的方法，可供从事热处理的工人和技术人员在生产中应用。
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一、手持式折光仪的选择 / S0 P+ O6 c% f, i9 a# |8 [
. V6 I( B) K# m1 b+ [使用于生产现场的折光仪是手持式折光仪。手持式折光仪（以下简称折光仪）主要用于测定透光溶液的浓度与折光率。这种仪器结构简单，携带方便，使用简洁，精度也较高。图1是福建泉州光学仪器厂生产的一种手持式折光仪的外形结构。上海光学仪器厂等单位也生产这种仪器。
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8 q- F* |/ h5 Q6 S这种折光仪的使用方法： " M& ?/ R4 a( v5 R# N* m
掀开盖板（1），取试液数滴放在棱镜（2）的镜面上，合上盖板（1）。然后将盖板朝向明亮处，边通过目镜（7）观察，边转动调节圈（6），直至视场分界线清晰可见。视场明暗分界线所示的读数，即为试液折射率或浓度。
: T" N2 l! O- l" J4 R6 a; }折光仪视场上有两排刻度，一排是折光率，另一排是伯利糖度数（BX）。测定淬火介质浓度，通常采用其中的BX列刻度。选择型号由所用折光仪的最大使用刻度数来定，可根据淬火液的品种和用途参考表1进行这项选择。 3 |) Y R v, N' o" h
表1 折光仪型号选择表
7 v* t8 Y5 ^9 ~$ l9 y6 M; v) v用途型号（即最大刻度数（BX）/ V1 u, g) j8 w/ ^/ o7 N
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淬火用盐水 32型1 K8 x. x5 K3 _; W; u3 H* j
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淬火用碱水 32型
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" h- A* D7 V* B6 B' E* VPAG淬火液 15型
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用折光仪测定水溶性淬火介质浓度之前，须先用当地自来水（不是蒸馏水）作为试液，把折光仪读数调到零点。这一步很重要，其理由后面要讲到。
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二、单一溶质溶液的浓度测定
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& R; \, S4 s+ q2 {$ F对于单一溶质的水溶液，其折光仪读数与该溶质的浓度成正比。如果以字母N代表折光仪读数，即溶液的折光率，以C（%）代表该溶液中溶质的浓度百分比（重量），则二者之间存在以下关系： % R7 {( |6 k$ h! f) r
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N=KC （1）
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: f* E2 G8 y* ]2 F其中，系数K的值决定于溶质的种类。热处理生产中几种常用溶质的K值见表2。C为重量百分比浓度。 ( B' E C1 }$ f7 L
表2 常用几种淬火介质的K值 (我穿到下面的附件里)
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/ y a4 t) r( K y把这几种介质的浓度与其折光仪读数的关系作在图上，可得到图2所示的一组直线。由于关系简单，在生产现场，就可以用折光仪测定单一溶质溶液的浓度。比如，测定PAG淬火介质的浓度以及盐（NaCl）碱(NaOH)的浓度。表2中的相乘系数是K值的倒数，即 。由式（1）得式（2）。将测得的折光仪读数N乘上该溶质的相乘系数 ，即得到所测溶液的浓度。 9 U6 N! P; z y8 k$ ]$ g3 T- G- e
$ V9 F0 R5 C: K3 wC= •N （2） & T; ~. C! V: J( D2 b& H) \
; e) F$ o8 K+ w* X图2 折光仪读数与不同溶液溶质浓度的关系
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8 e9 z5 ?; @8 l注意，式（2）只适用于新型配制的或比较清洁的溶液。经过较长时期使用或已变脏、其中溶解了较多其它杂质的溶液，则不能简单地用式（2）计算浓度。 " t3 j, ~& L5 h) L6 a" }
5 B6 e0 Z& C# a7 C, T三、液温的影响及其修正法
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溶液的折光率不仅随它的浓度变化，浓度一定时，溶液的折光率还会随液温升降变化。这种变化的基本规律是：液温升高，溶液的折光率会降低；液温降低，溶液的折光率会增大。作为溶剂的水，本身也具有这种特性。大家知道，加热水的时候，可以看到水内有流动迹象。水是无色透明的液体，加热中之所以能看见水内部的相对流动，其原因就在不同温度的水具有不同的折光率。PAG淬火介质的水溶液也具有这种特性。浓度一定时，液温变化对测定值有很大影响。
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9 j. E! K, S- V4 r- v注意：当使用前述手持式折光仪测量折光率时，“液温”指的是夹在折光仪上盖板和检验棱镜之间那一薄层液体的温度。通常也指的是试验现场的气温。由于该夹层中的液体量极少，又被压成了一薄层，实际测量中的液温就变成了所用折光仪的温度。 ! D9 t' _/ h5 `8 J$ [) b. m
+ _0 T! {% c5 M$ s- u% E今禹8-20和今禹8-50淬火液的相乘系数是在气温30℃时确定的。当气温（即测试现场的气温）低于30℃时，测出的浓度会偏高；当气温高于30℃时，测出的浓度会偏低。气温偏离30℃越远，上述偏差也越大。这种浓度测量值如果不注意修正，生产中就可能发生造成严重后果。冬天，气温低，浓度测量值偏高。如果此时误认为淬火液浓度过高，补加过多的自来水，必然使淬火液的真实浓度偏低，加上淬火液液温低，冷却速度升高，在这样的淬火液中淬火，就很容易引起淬裂。到了夏天，生产现场气温（即折光仪本身的温度）高，浓度测量值会偏低。如果误认为淬火液浓度偏低，而补加过量的PAG原液，就会使淬火液浓度过高，加上此时气温高，散热慢，淬火液液温也偏高，淬火液的冷却能力会明显减小。在这种条件下淬火，则很容易发生硬度偏低、硬化深度不足等。 $ g( {. [9 K! R6 @
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综上理由，当测量环境的气温明显偏离30℃时，应对测量值进行修正。修正方法很简单： , F; }; W0 v% |1 \! I1 \7 M5 `
6 Y/ E7 H) a8 j. s气温比30℃每低5℃，将测量值减1%作为实际浓度。气温比30℃每高5℃，将测值加1%，作为实际浓度值。
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举例来说，当测量环境的气温为15℃时，如果测得今禹8-20水溶液浓度为14%，那么，该水溶液的实际浓度应为： 2 m9 K& Y5 U! V
7 H& @$ a5 r. a3 k6 I% C14-（ ）=11%
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又例，当测量环境的气温为42℃时，如测得今禹8-20淬火液的浓度为9.5%。此时，该淬火液的实际浓度为：
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7 n- ]; f/ D7 H9.5+（ ）=11.9% : B2 q: x! e$ w/ S2 f3 H- |
* S, M8 m7 i7 q- v& [; e+ M四、使用折光仪的其它注意事项
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1、 折光仪的零位调节方法
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) a4 t4 U+ L: E& |" l7 @折光仪的零位是可以调节的，只有调节好零位后再使用，才能获得准确的结果。由于多数折光仪的零位调节螺丝比较松动，为确保测量准确，必须在每次测量浓度前用自来水校准好所用折的零位。校正好后，用细纸吸干盖板和棱镜面上的水迹，再用于测量淬火液浓度。
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调好零位后应防止折光仪受到震动，亦不可采用摔动的办法来去除上面的残水，以免使调好的零位移动。 $ s& i) f' `+ S; V0 Z
/ y' g; f& Q3 G9 T4 m2、测试后用清洁的自来水冲洗盖板和棱镜面，把残留在上面的淬火液充分清除干净，再用细纸吸干残水，保存备用。
9 i! u8 K+ i! `' a如果上次测量时留在上面的淬火液没有清洗干净，让其自动变干，而下次测量前又未做充分的清洗，测量的浓度就会偏高。
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3、读数时间不能太长，在长期放置中，夹在折光仪盖板和棱镜之间的淬火液会缓慢蒸发掉其中的水份，随着水份的减少，液体薄层的浓度会逐渐升高。由于这样的原因，每次读数时间不要太长，以免增大误差。) ^/ l0 d: d' f, q- @* G s
7 l9 H. M" D# l Q& R[ 本帖最后由 sangshulee 于 2007-7-7 15:59 编辑 ] |
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