Способ определения объема инородных включений в твердых веществах

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА ИНОРОДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ТВЕРДЬСС ВЕЩЕСТВАХ , заключающийся в том, что испытуемый образец нагревают или охлаждают в области температур плавления инородных включений, отличающийся тем, что,- с целью повышения точности определения, в образце возбуждают колебания с собственной частотой, снимают температурную зависимость внутреннего трения и по высоте пиков на кривой этой зависимости находят искомую величину. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (!() (1()4 G 01 N 25 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(.,-" /

К ABTOPCKONIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3695745/24-25 (22) 12. 12.83 (46) 15.09.85. Бюл. Ф 34 (72) В,И.Митрохин, Н.П.Ярославцев, Н.В.Измайлов, С.И.Рембеза и В.Д.Лисовенко (71) Воронежский политехнический институт (53) 536.42(088.8) (56) Орлов А.Г, Спектральный анализ. полупроводников. Л.: Наука, 1971, с. 5-11.

Берг Л.Г. Введение в термаграфию.

М.: Наука, 1969, с. 12-21 (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМА

ИНОРОДНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ТВЕРДЬ,i ВЕЩЕСТВАХ, заключающийся в том, что испытуемый образец нагревают или охлаждают в области температур плавления инородных включений, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности определения, в образце возбуждают колебания с собственной частотой, снимают температурную зависимость внутреннего трения и по высоте пиков на кривой этой зависимости находят искомую величину.

1 11791

Изобретение относится к исследованию химического состава твердых веществ.

Цель изобретения — повьппение точности определения объема инородных включений в твердых Веществах.

На чертеже представлено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Испытуемый образец 1 из исследуемого материала прямоугольной формы 10 прикрепляют одним концом с помощью цанги 2 к основанию 3. К другому концу образца 1 прикрепляют цангу 4 с маятником 5, в верхней части которого установлено кольцо 6 из ферромагнитного материала. Вблизи кольца 6 симметрично располагают катушки 7 и . 8, которые с помощью переключателя 9 подключают либо к генератору 10 низ-, кой частоты, либо к амплитудному дис-20 криминатору 11, выходом соединенному с электронным счетчиком 12 °

B первом случае катушки 7 и 8 используют в качестве возбудителя механических колебаний маятника 5 за счет взаимодействия магнитного поля катушек с ферромагнитным кольцом 6, .во.втором случае — в качестве датчика перемещений кольца 6.

Вблизи образца 1 располагают нагреватель 13.

Элементы 1, 2, 4-8, 13 устройства помещены в герметический контейнер

,14, из которого откачивают воздух для снижения демпфирования колебаний маятника 5..

Способ определения объема инородных включений в твердых веществах осуществляется следующим образом.

На катушки 7 и 8 с генератора 10 40 через переключатель 9 подают напряжение с частотой, близкой к собственной частоте колебателвной системы, образованной образцом 1, цангой 4, маятником 5, кольцом 6. При этом в образце 1 возбуждаются изгибные колебания необходимой амплитуды. С помощью переключателя 9 производят отключение возбуждающего напряжения и подключение сигнала, пропорционально- 50

ro величине перемещения кольца 6, а следовательно, и величине изгиба образца 1 с вьмода катушек 7 и 8 на вход амплитудного дискриминатора 11.

Устанавливают режим свободных зату- 55 хающих колебаний, в процессе которого счетчик 12 фиксирует количество колебаний между верхним U и нижним

83 2

U2 порогами амплитудного дискриминатора 11.

Величину внутреннего трения определяют по формуле (N "х где М вЂ” число колебаний.

Изменяя температуру образца 1 с помощью нагревателя 1 3, снимают температурную зависимость внутреннего трения. По высоте пиков на графике этой зависимости, образующихся за счет выделения или поглощения энергии в момент фазовых превращений инородных включений в образце 1, определяют относительный объем отдельного вида включений по формуле

)(7-Й)((7-H)y )(<-54)g )

0TH мйкс

Х2 (1- 4

)(2) где 1макс высота пика внутреннего трения

) с и 4 — модуль сдвига и коэффициент Пуассона основного материала образца соответственно, Р2 модуль сдвига включений, Истинный объем включений определяется по формуле

М=,)тн Ub6p ) (3) где Ч вЂ” объем испытуемого образца.

Пример. Из монокристалла аросенида галлия изготавливают обра,зец прямоугольной формы размером (416 4 ° 0,5) мм.

На описанной установке снимают температурную зависимость величины внутреннего трения изготовленного

1образца,. При температуре плавления галлия (+29,8 С) наблюдают пик высотой 9 =2 .10 з, обусловпенный поглощением энергии при плавлении металлических включений галлия.

Относительный объем включений галлия определяют по формуле (?)

Чьтн = 2.10 х

2(7-50 3)1(7-5.0,3)3,1+2(4-5 0 3) 0,56..

225 (1-0,3 )

=3,97 10, а затем по формуле (3) определяют истинный объем включений

1/=3 97,.10-з ..32=0 127 ммз

Полное время измерения с учетом времени, .затраченного на подготовку образца, не превьнпает 40 мин.