收缩试验室配置

1.恒温主机（工业变频制冷机组，具备制冷、制热、除湿功能）

2.温湿度传感器（进口温湿度感应模块）

3.工业级超声波加湿器

4.系统控制箱

5.大屏幕液晶显示温控仪（带485通信接口，可连接电脑打印机）

6.送风与回风系统2100433B

(1)该设备最突出的优点是采用本公司的专利技术：环行管道微孔送风和“F”型管道送雾形式，这与目前市场上的其它养护设备的区别在于具有雾化密度更高,雾点分布更均匀的优点,从而能够保证试件获得更好的养护效果及理想的检测数据。

（2）制冷与制热设备放在养护室的外部，避免了潮湿空气对设备的腐蚀，延长设备的使用寿命，降低故障率，提高了设备的可靠性能。制热采用电热与热泵结合方式，提升热效率，降低能耗。制冷系统采用变频技术。

(3)超声波雾化加湿器采用超声波高频震荡，将水雾化为1-5微米的超微粒子，通过风动装置，将水雾扩散到空气中。本公司为了更好的提高产品质量，特别采用了高成本的单头超声波雾化加湿器，喷雾均匀细腻、无噪音、工作可靠稳定、节能、省电，从而很好的解决了以往类似产品加湿器经常损坏、更换费用过高的问题，仅用过去1/10的费用即可保证设备正常运行，大大降低了用户的使用成本和维修成本。

(4)更精确更易操作的温湿度控制器。该设备控制系统采用较先进的NUC-200H温度、湿度控制器，其主要特点是大屏幕液晶显示以及简捷的“菜单式”操作并能够提供更加精确的温湿度数据。同时可根据客户需要，升级操作软件与本公司开发的3VACS监控系统相连，实现远程/现场两路操作选择。

（5）自动化程度高，在不同季节不同温度，不用人工调节，仪器自动转换制冷制热，确保温度恒定在20±1℃，湿度RH在60%±5%以上。

收缩徐变试验室专用于水泥胶砂试体的干缩试验，在公路交通、铁路、桥梁、公民建筑、水利、水电、科研单位有着广泛的用途和较大的推广价值。

合金在铸型中不是自由收缩，而是受阻收缩。受阻的原因一方面是由于铸型和型芯对合金收缩的机械阻力；另一方面是由于铸件结构各部分冷却速度不同，相互制约而对收缩产生阻力。因此，铸件的实际线收缩率比合金的自由线收缩率小。

高温试验室高温试验室应该满足的要求

（1）高温试验室要满足受试设备所需的试验温度要求

根据相关标准推荐的温度应力要求，陆用、固定、地面移动、车载、舰载以及战术导弹等电子设备，工作试验温度是35 ~ 70℃，运输、贮存温度为55 ~ 70℃。所以高温试验室所采用的热源及控制，应能达 到室温75~ 80 ℃的要求，而且温度误差在士3℃之内，室内温度均匀分布。

（2）试验室热源的幅射热不得直接作用于受试设备上。

（3）试验室的工作空间要比受试设备的总体积大三倍以上。室内设有受试设备的工作电源，良好的接地装置，必要时还应设屏蔽装置。

（4）整个系统要可靠性高

根据国家相关标准要求，有的产品需要进行69小时以上高温老炼。因此试验室要保证能连续工作100小时以上不发生故障。

（5）要有可靠的防火、灭火措施，要有利于环境保护，要防止室外高温和噪声污染。

高温试验室热源

热源问题包括热源的选择和热源功率的确定。

用于高温试验室的热源，一般工厂可以选择高温蒸汽或电热。用蒸汽使高温试验室获得70 ℃以上的高温比较困难，自动调温也不方便，所以大多选用电热源。用电热法升温有两种方式，一是利用电热器的辐射热加热室内气氛和受试设备，使之直接接受辐射热升温，这种方法不易使温度场均匀。另一种是电热器安装在特制的风管内，电热器加热风管内空气，然后用风机使加热后的空气经过试验室循环，间接地使室温升高。这种方法安全性好，容易实现室温均匀，

用电热法加热要正确选定加热器的电功率。功率过小会造成升温时间长，甚至最终达不到试验温度，功率过大，不仅造价高，能耗大，而且仪表、电气元件负荷重，影响使用寿命。我们可用两种方法确定电热器功率，一种是理论计算法，一种是经验估算法。

理论计算法是用热平衡原理来确定功率，其原理是：为了保证试验室在工作温度下正常工作，必须保证室内收入的热量与支出的热里平衡。经验估算法是一种类比法，以现有的高温试验室作参考，从比较中确定自己设计的高温试验室的功率。

高温试验室试验室的控制

高温试验室一般采用比较完善的人工控制和自动控制，以确保试验室的正常运行。根据高温试验室温度的调节范围和温度精度要求，采取反馈式温度自控系统较好，这种系统由检流仪表（传感器）、调节器和执行机构等组成。

镧系收缩基本现象

镧系元素的原子半径和离子半径随原子序数增大而减小的现象。

从镧到镥，原子半径收缩了15皮米，平均每增加一个核电荷,半径收缩1皮米。其中铕、镱半径明显大，而铈略小于镨。这是由于在镧系元素的离子中铕、镱分别为半充满和全充满的组态，铈是 4价离子,其余是 3价离子。从La3 到Lu3 ，离子半径从 106.1皮米均匀地降为84.8皮米，这是由于Ln3 离子结构的变化是由f0到f14，电子数是均匀改变的。Ln2 、Ln4 的离子半径也是随原子序数增大而收缩。

镧系收缩使镧系元素的性质从镧到镥呈现有规律的变化：如金属标准电极电势值E°增大，Ln3 水解倾向增强,Ln(OH)3的碱性减弱、溶解度减小,对于给定配位体其稳定常数K增大，盐的水解温度降低……等（表2）。所有这些均与镧系元素的离子势φ=Z/r（Z为化合价,r为离子半径）逐渐增大有关。价数相同的全部镧系元素，其化合物的晶形往往也相同。

相邻的两个镧系元素的性质极为相似。在自然界中镧系元素往往是全部或部分共生，镧系元素相互间分离要比镧系元素和非镧系元素分离要困难得多。

镧系收缩使钪分族中钇的离子Y3 的最外层电子结构与La3 等相同,为 s2p6，半径为88.1皮米,与Ho3 、Er3 、Tm3 相近。钇化合物的性质与钬、铒、铥的相应化合物性质相近。

镧系收缩影响镥以后元素的性质，使第 6周期铪、钽……的原子半径分别与第 5周期锆、铌……等相同。铪、钽……等化合物的性质分别与锆、铌……等化合物极为相似。在自然界中锆与铪、铌与钽、铂系六种金属共生，分离相当困难。

镧系收缩特点

原子半径收缩的较为缓慢，相邻原子半径之差仅为1pm左右，但从La～Lu经历14个元素，原子半径收缩积累14pm之多。离子半径收缩要比原子半径明显的多 。

【问题1】为什么出现镧系收缩？

电子填入f轨道，f轨道疏松，造成核对最外层电子引力增大，导致原子（或离子）半径收缩。

【问题2】为什么在原子半径总的收缩趋势中，铕与镱原子半径比相邻元素的原子半径大得多？

这是电子层构型的影响： Eu、Yb分别有半充满的4f 和全充满的4f，这种结构比起4f电子层未充满的其他状态对原子核有较大的屏蔽作用。

【问题3】为什么原子半径收缩小，而离子半径却收缩的十分明显？

在原子中，随核电荷的增加相应的电子填入倒数第三层的4f轨道（倒数第一层为6s，第二层为5s，5p轨道），它比6s和5s，5p轨道对核电荷有较大的屏蔽作用，因此随原子序数的增加，最外层电子受核的引力只是缓慢地增加，从而导致原子半径呈缓慢缩小的趋势。而离子比金属原子少一电子层，镧系金属原子失去最外层6s电子以后，4f轨道则处于第二层（倒数第一层为5s，5p轨道），这种状态的4f轨道比原子中的4f轨道（倒数第三层）对核电荷的屏蔽作用小，从而使得离子半径的收缩效果比原子半径明显。

【问题4】在Ln 离子半径减小曲线中，为什么在Gd 离子处出现微小的不连续？

因为Gd的电子层构型为4f，这种半充满的电子结构屏蔽效应略有增加，有效核电荷略有减小，所以Gd离子的离子半径减小程度较小。这种效应叫做钆断效应。

镧系收缩举例分析

例如，金属锆（Zr，第五周期元素）的原子半径是1.59 Å，而同族的铪（Hf，第六周期元素）的原子半径是1.56 Å。Zr4 的离子半径是0.79 Å，而Hf4 的是0.78Å。尽管原子序数从40增加到72，而相对原子质量从91.22 g/mol增加到178.49 g/mol，两个元素的半径却十分相近。由于相对原子质量显著增加，而半径几乎不变，使得密度从锆的6.51 g/cm3显著地增加到铪的13.35 g/cm3。

因此，锆与铪有着十分相似的化学性质，它们有着十分相似的半径和电子排布，由于这种相似性，自然界中的铪总是与锆共生，而锆的含量往往要比铪高得多，这使得铪的发现比起锆晚了134年（锆于1789年被发现，而铪则在1923年才被人们发现） 。