Устройство для испытания образцов керамических материалов на изгиб

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТА НИЯ ОБРАЗЦОВ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ИЗГИБ, содержащее основа-, ние, закрепленный на нем термостатируе мый корпус, размешенные внутри него цилиндрический полый нагреватель с положенными в нем опорами для закрепления испытуемого образца, нагружатель, пуансон, прибор для измерения термо-ЭДС В связанные с ним термопары, о т л ч a ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности испытаний, пуансон и ; опоры выполнены из материала, обладак щего собственной ионной проводимостью, a устройство снабжено связанной с нагружателем керамической втулкой со CTJ пенчатым осевым отверстием, в более широкой части которого установлен nyateсон , керамическим опорным элементом, установленным на основании и имеющим два продольных отверстия, в которых уоi тановлены опоры, двумя дохюлнительными нагревателями, выполненными в виде (Л пластин, установленных на обращенных один к другому торцах втулки, и сяюрноС : fo элемента, термошры установтшны в отверстиях втулки и опорного элемента и закреплевъ у оснбва ний пуансона н опор с возможностью поочередного под . ключе НИЯ Электродов к прибору для взме термо-ЭДС.. 00 ч1 о

,„SU„„1040379 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК

Здц 01 М 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

" м, ОПИСАНИЕ, ИЗОБРЕТЕНИЯ,, ::;«;, „, ц/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТА

НИЯ ОБРАЗЦОВ КЕРАМИЧЕСКИХ NATE

РИАЛОВ HA ИЗГИБ, содержащее ochoss. ние, закрепленный на нем термостатируемый корпус, размещенные внутри него цилиндрический попый нагреватель с рас(21) 3425092/25-28 (22) 16.04.82 (46) 07.09.83. Бюл. 16 33 ,(72) А. Н.Андрианов, В.Г. Баранов и Ю.Г.Годин (71) Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический инсти тут (53} 620.174.$2. (088.8) (56) 1. Писаренко Г.С. и др. Прочность материалов при высоких температурах, Киев, "Наукова думка, 1966, с. 78, рис. 56.

2. Evans А.G., Davidge R.W, The

strength апоl fractuve of stoichiometric роllycrystalline U0,-"Jour- па1 of Nuclear materials". V. 33, 1969, N 3. р, 249. (прототип). положенными в нем опорами для закрепления испытуемого образца, нагружатель, пуансон, прибор для измерения термо-ЭДС и связанные с ним термопары, о т л и.-. ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью повышения точности испытаний, lIysHco8 N опоры выполнены из материала, обладакьщего собственной ионной проводимостью, а устройство снабжено связанной с нагружателем керамической втулкой со ступенчатым осевым отверстием, в более широкой части которого установлен пуаисон, керамическим опорным элементом, установленным на основании и имеющим

NBA продольных отверстия, в которых ус тановлены опоры, двумя дополнительными йагревателями, выполненными в виде пластин, установленных на обращенных один к другому торцах втулки, и опорного элемента, термопары установлены в отверстиях втулки и опорного элемента и закреплены у оснОваний пуансона и . опор с возможностью поочередного подключения электродов к прибору для изме» уения термо-ЭДС.

1 10

Изобретение относится к испытатепьной технике, в частности к устройствам дня испытания образцов керамических материалов на изгиб.

Известно устройство для испытания образцов керамических материапов на изгиб, содержащее основание, эакреппенный на нем полый нагреватель, размещенные внутри него опоры дпя креппения испытуемого образца, пуансон и нагружатепь (1 ).

Наиболее бпиэким к предпагаемому по технической сущности и достигаемому реэупьтату является устройство для испытания образцов керамических материапов на изгиб, содержащее основание, эакреппенный EM нем термостатируемый корпус, размещенные .внутри него ципиндрический попый нагреватель с расположенными в нем опорами из керамического материала для эакрепнения испытуемого образца, нагружатепь, пуансон из керамического материапа, прибор дпя измерения термо-ЭДС и связанные с ним термопары (2 j.

Общим недостатком указанных уст ройств явпяется низкая точность испытаний, обусловленная напичием градиентов температуры в образцах, что вызывает . перераспределение киснорода в образце керамического материапа, вследствие чего, изменяются его прочностные свойства.

Цепь изобретения - повышение точности испытаний.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для испытания образцов керамических материалов на изгиб, содержащем основание, закреппенный на нем термостатируемый корпус, размещенные внутри него ципиндрический попый нагре.ватель с расположенными в нем опорами для закреппепия испытуемого образца, нагружатепь, пуансон, прибор дпя измерения термо-ЭДС и связанные с ним термопары, пуансон и опоры выполнены из материапа, обладающего собственной ионной проводимостью, а устройство снабжено связанной с нагружатепем керамической втупкой со ступенчатым осевым отверстием, в бонев широкой асти которого установлен пуансон, керамическим опорным эпементом, установпенным на основании и имеющим два продопьных отверстия, в которых уотановпены опоры, двумя допопнитепьными нагреватепями, выполненными в виде ппастин, vcTBHQBEIBHHblK на обращенных один к другому торцах втулки, и опорного элемента, термопары установпены s отверстиях втупки и опорного эпемента и

40379 2 эакреппены у оснований пуансона и опор с воэможностью поочередного подключения эпектродов к прибору для измерения тер- . мо-ЭДС.

На чертеже изображена схема предпагаемого устройства.

Устройство дня испытания образцов керамических материалов на изгиб содер» жит основание 1, закреппенный на нем

f0 термостатируемый корпус 2, размещенные внутри него цилиндрический полый нагреватепь, выпопненный в виде кера . мической трубы 3 с навитой на нее спирапью 4. Внутри трубы 3 размещены

15 керамическая втулка 5, связанная через шток 6 с нагружателем (не показан), и керамический опорный элемент 7, устам новленный одним своим торцом на основании 1. Во втупке 5 вь|попнено ступенg0 чатое осевое отверстие 8, в более широкой части которого установлен пуансон 9, выпопненный в виде заостренного стержня из материала, обладающего собственной ионной проводимостью, например, иэ

zg Zv О или T% О . B опорном эпементе 7 выпопнено два продольнь х ступенчатых отверстия 10 и ll, в бопее широкой части которых установпены опоры 12 и

13, выполненные также в виде заострен3Q ны х ст ерж ней иэ того же ма те риала, что и пуансон 9..Доюпнительные нагреватепи

14 и 15, выполненные в виде ппастин, установлены на обращенных один к другому торцах втулки 5 и опорного элемента 7 и соединены с источником питания (не показан) ° Термопары 16-18, установпенные в отверстиях 8,10 и 11 опорного элемента 7 и втулки 5, закреплены у оснований пуансона 9 и опор

12 и 13 и подкпючены к потенциометру

16 дпя регистрации температуры материала опор 12 и 13 и пуансона 9, а по ододуому эпектроду термопар 17 и 18 подключены через перекпючатель 19 к

45. прибору 20 дпя измерения термо-ЭДС, I например ампервольтметру. Термопара

21, с ужащая для измерения температуры образца 22, закреппена вбпиэи него и подкпючена к свободному канапу потенциометра 16.

Устройство работает спедуклцим образом.

На опоры 12 и 13 устанавпивают испытуемый образец 22, герметиэируют корпус 2 и создают в нем низкое пар 5 циапьное давление киспорода для предотвращения окнспения образца 22. Вкпючают спирапь 4 и нагревают образец 22 до заданной температуры, которую конт3 10403 ропируют с помощью термопары 21.

Термоцары 16-18 при этом показывают температуру нагрева материапа опор 12 и 13, а также пуансона 9. Еспи на термопарах 16-18 набпюдают различие температур,.то смещением керамической трубы 3 вдоль ее оси находят область, в которой термопары 16-18 показывают одинаковую температуру. Затем переклю-: чателем 19 подкпючают по одному .10 эпектроду термопар 17 и 18 к прибору

20 дпя измерения термо-ЭДС, в реэупьтате чего образуется апектрическая цепь, электрод термопары 17 - ионный проводник материала опора 13 - образец -jg

22 - ионный цроводник материала пуавсона 9 - епектрод термопары 18 и при-, бор 20 для измерения термо-ЭДС. При наличии градиента температуры между опорой 13 и пуансоном 9 в испы туемом 2О образце 22 происходит термодиффузия ионов киспорода и перераспределение эпектрического заряда„при этом возникает термо-ЭДС, величина которой опреде ляется типом материалов образца 22, опор 12 и 13 и пуансона 9. В атом случае прибор 20 покажет разность термо-ЭДС, развиваемых между опорой 13 и образцом 22, которая будет тем выше, Е чем больше градиенты температуры концентрации киспорода в образце 22. В месте контакта нагретого керамического образца 22 с опорой 13 и пуансоном 9, 79 4 изготовленными иэ материапа, обпадающего собственной ионной проводимостью, развивается термо-ЭДС значительно бопее высокая, чем в термопарах 16-18, и сцедоватепьно, даже при небопьших градиентах температуры 10»15 К между опорой 13 и пуансоном 9 интервал изменения термо-ЭДС будет бопее эначи-. тепьным, что позволяет с высокой точ ностью контропировать изменение температуры по сечению образца 22 при проведении испытаний. При наличии градиента температуры по сечению образца 22 включают дополнительные нагреватели 14 и 15 и выравнивают температуру по сечению образца, в реэупьтате чего разность термо-ЭДС между контактами опс . ры 13, пуансона 9 и образца 22 будет равна нупю. Это означает отсутствие градиента температуры в образце 22, а также отсутствие покапьных градиентов содержания кислорода в испытуемых керамических материапах. После устране.ния температурных градиентов в образце

22 вкпючают нагружатель и регистрируют параметры разрушения образца 22, по которым судят о прочности материапа.

Устройство позволяет повысить точность испытаний керамических материапов эа счет устранения градиентов темпе ратуры и киспорода в испытуемых образцах.

Составитель B. Гриненко

Редактор A. Власенко Техред Т.Фанта Корректор М. Демчик

Заказ 6920/47 Тираж 873 Подписное

ВЕИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская" наб., д., 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, уп. Проектная, 4