钇铝石榴石Y_3Al_5O12(Yttrium Aluminum Garnet,简记为YAG)材料具有优异的光、热和电学性能,引起了广泛关注。但高熔点和冷却过程中复杂的相选择机制,使YAG熔体特别是熔点以下过冷区内的热物理性能参数获得困难。利用自主搭建的气动悬浮无容器激光加热装置,基于受迫振动和光学描影等原理,在1750~2650 K宽达900 K的温区内,评测了YAG熔体的黏度、表面张力和密度。研究表明,与Al_2O_3熔体相比,YAG熔体密度具有更高的温度敏感性,具有高约1倍的平均线膨胀系数;不同于表面张力随温度变化不敏感的Al_2O_3熔体,YAG熔体的表面张力随温度升高产生略微降低;与Al_2O_3熔体的黏温关系相比,在熔点以下的过冷区内发现YAG熔体具有更陡峭的黏温变化趋势。

详细分析了椭圆形腔体式集热管在过冷区和过热区中的温度分布规律。结果表明该椭圆形腔体式集热管有两个温度极值点。在过冷区,当腔体长轴为b=63mm时,最高温度最大,出现在集热管的-35mm处;在长轴为b=67mm时,最高温度最小,出现在-9mm处。在过热区最小温升出现在集热管-13.88mm处。该研究可为腔体式集热管设计、试验和应用提供理论参考。