2.2測量不確定度計算

參照文獻(xiàn)，分析測量方法可知，在某一測量溫度工況點(diǎn)，對表面張力σ測量不確定度影響顯著的因素有：M1和M2的重復(fù)性測量引起的不確定度u1、u2；電子天平示值誤差引起的不確定度u3。

式中，uc為表面張力測量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；σM1、σM2分別為M1和M2的平均值標(biāo)準(zhǔn)差；uM1、uM2分別為M1和M2的測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度，uM1=σM1，uM2=σM2；u3M1、u3M2分別為M1和M2測量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量；u儀為電子天平示值標(biāo)準(zhǔn)不確定度，0.001g3u==儀0.00058 g。本實(shí)驗(yàn)4種樣品各選取了4個測量溫度點(diǎn)，每種樣品在每一測量溫度點(diǎn)下進(jìn)行多次重復(fù)性測量，4種樣品共得到16列測量值，每列測量值按上述方法進(jìn)行不確定度計算。經(jīng)過計算，本實(shí)驗(yàn)測量值的最大合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.00169 N·m?1。

2.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與討論

4種混合鹽樣品在加熱到350°C后均已完全融化，當(dāng)熔鹽溫度達(dá)到500°C以上時，揮發(fā)的熔鹽較多地附著在鉬筒上，使得鉬筒脫離液面時的最大拉力測量不準(zhǔn)，造成較大實(shí)驗(yàn)誤差，因此樣品測量溫度控制在350～500°C間。4組測量數(shù)據(jù)如圖5所示，數(shù)據(jù)與溫度線性擬合公式的參數(shù)見表2。

由測量結(jié)果知，1#混合溴化鹽在400～490°C的溫度范圍內(nèi)，表面張力值在0.1173～0.1143 N·m?1

表2表面張力擬合公式的參數(shù)

圖5樣品表面張力隨溫度變化

之間，且隨著溫度的升高，表面張力呈直線規(guī)律下降，擬合曲線與測量值符合較好。對于2#混合溴化鹽，可以發(fā)現(xiàn)同樣的規(guī)律，即在370～460°C溫度范圍內(nèi)，表面張力在0.1176～0.1126 N·m?1變化，隨溫度升高呈直線下降。1#混合溴化鹽的表面張力隨溫度變化曲線的斜率比2#混合溴化鹽的曲線小，說明其表面張力隨溫度升高比2#變化較慢。從表1可以看到，1#混合溴化鹽中NaBr和KBr兩種組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比2#混合溴化鹽的少，而LiBr和CaBr2兩種組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比2#混合溴化鹽的多。因此，分析認(rèn)為是混合熔鹽中組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化對混合物的物性產(chǎn)生了一定的影響，造成了表面張力隨溫度變化而發(fā)生了變化。

3#和4#混合溴化鹽表面張力隨溫度升高同樣呈下降趨勢。其中，3#混合溴化鹽在360～450°C溫度范圍內(nèi)表面張力值在0.1181～0.1138 N·m?1之間。4#混合溴化鹽在390～470°C范圍內(nèi)表面張力值在0.1156～0.1122 N·m?1之間。在3#和4#混合溴化鹽中，NaBr和KBr兩種組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)繼續(xù)增大，LiBr和CaBr2兩種組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少，3#混合溴化鹽的表面張力隨溫度變化曲線的斜率比2#曲線小，比1#混合溴化鹽的大，4#混合溴化鹽的表面張力曲線的曲率又比3#曲線的小，但仍比1#曲線的稍大。總體上看，混合溴化鹽的表面張力隨溫度變化較小，混合溴化鹽組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從本質(zhì)上對其表面張力產(chǎn)生了影響：隨著NaBr和KBr兩種組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高和LiBr和CaBr2兩種組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低，混合溴化鹽的表面張力曲線斜率先增大，然后又減??；每一種混合溴化鹽的表面張力隨溫度升高均呈直線下降趨勢，在相同溫度下1#混合溴化鹽的表面張力最大，4#混合溴化鹽的表面張力最小；測量值與溫度的直線擬合程度前3種較好，4#較弱。

3結(jié)論

通過對溴化鹽表面張力的實(shí)驗(yàn)研究，主要得到以下結(jié)論：

（1）改進(jìn)了高溫熔鹽表面張力測試實(shí)驗(yàn)臺，以LiNO3進(jìn)行標(biāo)定得到儀器系數(shù)C，分別以純NaNO3和Solar salt混合硝酸鹽驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測量熔鹽表面張力的可行性和可靠性；

（2）以KBr、LiBr、NaBr、CaBr2作為基本組分配制了不同質(zhì)量比的4種混合溴化鹽，測得了4種混合溴化鹽的表面張力，擬合得到了其表面張力隨溫度變化的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式；

（3）4種混合熔鹽的表面張力均隨溫度升高而減小，呈直線趨勢下降，與一般熔體表面張力隨溫度變化規(guī)律一致；

（4）隨著NaBr和KBr質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高和LiBr和CaBr2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低，混合溴化鹽的表面張力曲線斜率先增大，然后又減小，在4種混合溴化鹽中，相同溫度下1#熔鹽樣品表面張力最大，4#最小。