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高温激光共聚焦扫描显微镜(High Temperature Confocal Laser Scaning Microscope,简称HTCLSM)无法熔化大质量碳钢试样,只能观察微小熔滴顶部圆弧面,导致难以获得清晰度均匀的图像。现有的解决方案或存在高倍率下可以清晰成像而低倍率下成像清晰度下降,或存在实际控制困难等问题,均不能彻底解决成像清晰度不均匀的问题。本文利用自行开发的设备对真空下微小金属熔滴的表面形状进行研究,以达到使微小金属熔滴顶面成平面状态的目的,为在HTLSCM系统中获得清晰度均匀的图像提供方法。本文自行设计的高温真空炉与熔滴成像系统实验装置,其高温真空炉最高工作温度可达1650℃,试样在熔化过程中不被氧化,表面光亮洁净。测温系统可精确测量微小金属熔滴的实际温度,温度数据可同步显示在显示器上并能保存到计算机硬盘中。设备成像系统分辨率较高,在350mm的工作距离下可清晰拍摄到直径小于1mm的金属熔滴,并可将拍摄画面放大50倍,为精确测量接触角奠定了基础。同时成像系统具备录像功能,将金属熔化过程以及熔滴形状的微小变化情况以录像的形式记录在计算机硬盘中,可随时调用并进行分析。通过改变Fe-0.05%C-0.28%Si钢熔滴形状实验得出:斜度为15度的氧化铝斜面上,1600℃的碳钢熔滴,当其质量达到0.5g时,熔滴形状开始变形并达到最大程度,虽然熔滴顶面曲率半径明显变大,但只靠微小熔滴自然变形的办法使熔滴顶面达到平面的效果是有限的;熔滴顶部加压片法可以获得熔滴顶端较大的平面状态,但无法获得水平面;将小于0.8g的碳钢试样置于平底坩埚内,在固体试样与氧化铝单晶片之间间隙为0.3mm的条件下,熔化过程中,熔滴自动形成悬滴,并且在1600℃下保温20分钟,其形状保持不变,试样与单晶片接触面可达24mm2;实验发现Al2O3单晶片在1600℃下透光度良好,摄像机可透过Al2O3单晶片清晰拍摄到微小熔滴的表面状态。