Устройство для измерения оптических постоянных жидких металлов и сплавов

 

Изобретение относится к устройствам для исследования физических свойств металлов и сплавов в жидком состоянии, а именно, для определения оптических постоянных (показателей преломления и поглощения) металлов и сплавов в широкой области температур , частот и концентраций. С целью повышения точности измерений и сокращения времени измерений устройство дополнительно содержит мерный , вспомогательный и приемный баллоны , резервуары для первого и второго металлов и узел дозировки, выполненный в виде и-образной трубки, оба конца которой соединены с баластным объемом, рабочая кювета дополнительно снабжена входным и выходным окнами, причем оптические оси опорного и измерительного каналов соответственно проходят через входные и выходные окна термостата и рабочей кюветы и пересекаются на расстоянии L от дна рабочей кюветы, определяемом объемом мерного баЛлона, резервуар для второго металла соединен вакуумно-плотной трубкой с резервуаром для первого металла через узел дозировки, резервуар для первого металла вакуумно-плотными трубками соединен с приемным баллоном , а также с рабочей кюветой через мерный баллон, рабочая кювета соединена вакуумно-плотной трубкой с резервуаром для первого металла через вспомогательный баллон. Вход вакуумно-плотной трубки в рабочую кювету расположен выше расстояния L, от дна рабочей кюветы, а поляризатор размещен между модулятором и входным окном термостата. 2 ил. i (Л § со со ;о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 )(21/49

»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -,,:,. g

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3701659/24-25 (22) 09.02.84 (46) 23.02.86. Бюл. У 7 (71) Кабардино †Балкарск ордена

Дружбы народов государственный университет (72) P.Ø.Òån(eâ и Б.Б.Алчагиров (53) 535.36 (088.8) (56) Helu.Phys. Acta, 1968, 41, М 4, р.401-405.

Труды УПИ им.С.М.Кирова, сб. У 231. Физические свойства металлов и сплавов. Свердловск, 1974, с.97. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ПОСТОЯННЫХ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ

И СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к устройствам для исследования физических свойств металлов и сплавов в жидком состоянии, а именно, для определения оптических постоянных (показателей преломления и поглощения) металлов и сплавов в широкой области температур, частот и концентраций. С целью повышения точности измерений и сокращения времени измерений устройство дополнительно содержит мерный, вспомогательный и приемный баллоны, резервуары для первого и второго металлов и узел дозировки, выполненный в виде U -образной трубки, оба конца которой соединены с баластным объемом, рабочая кювета дополнительно снабжена входным и выходным окнами, причем оптические оси опорного и измерительного каналов соответственно проходят через входные и выходные окна термостата и рабочей кюветы и пересекаются на расстоянии L от дна рабочей кюветы, определяемом объемом мерного баллона, резервуар для второго металла соединен вакуумно-плотной трубкой с резервуаром для первого металла через узел дозировки, резервуар для первого металла вакуумно-плотными трубками соединен с приемным баллоном, а также с рабочей кюветой через мерный баллон, рабочая кювета соединена вакуумно-плотной трубкой с резервуаром для первого металла через вспомогательный баллон. Вход вакуумно-плотной трубки в рабочую кювету расположен выше расстояния

1, от дна рабочей кюветы, а поляризатор размещен между модулятором и входным окном термостата. 2 ил.

1213399

Изобретение относится к устрой-. ствам, предназначенным для исследования физических свойств металлов и сплавов в жидком состоянии, а именно — для определения оптических постоянных {показателей преломления и поглощения) металлов и сплавов в широкой области температур, частот и концентраций.

Целью изобретения является повышение точности измерений и сокращение времени измерений.

На фиг.1 представлена схема устройства для измерения оптических постоянных жидких металлов и сплавов; на фиг,2 — рабочая кювета и ее соединение с системой баллонов и резервуаров, условно размещенной в плоскости.

Устройство содержит источник 1 излучения, монохроматор 2, модулятор 3 и поляризатор 4, образующие опорный канал, термостат 5 с размещенной внутри него рабочей кюветой 6, а также анализатор 7 с фотоприемником 8, образующими измерительный канал . Фотоприемник 8 соединен с регистрирующим устройством

9. Рабочая кювета с системой резервуаров и баллонов изготовлена из кварцевого стекла и содержит резервуары 10 и 11 для первого и второго металлов M и М соответственно, узел 12 дозировки, выполненный в виде точно отградуированной

0-образной трубки, оба конца которой соединены с балластным- объемом, мерный баллон 13, вспомогательный баллон 14 для возврата исследованного металла в резервуар 10, приемный баллон 15, в который перевоцится весь металл по окончании измерений для кристаллизации и отпаивания. Баллоны, резервуары и рабочая кювета соединены друг с другом вакуумно-плотными трубками.

Устройство работает следующим образом.

Исходные металлы М, и М после достижения необходимого вакуума в приборе и предварительной термовакуумной обработки через систему капилляров из загрузочных бункеров, напаянных по линиям А-А и В-В, заливаются в резервуары 10 и 11 соответственно. Бункера после этого отпаиваются. После достижения предельной термовакуумной обработки. (определяется по предельному вакууму 10 тор) по линии С-С кювета 6 отпаивается от безмасляной вакуумной системы и помещается в термос "òàò 5.

Поворотом термостата вокруг оси

YY на 90 достигается прохождение металла М, по трубке и заполнение !

О мерного баллона !3. При возвращении термостата в исходное состояние металл из мерного баллона 13 перетекает в рабочую кювету 6. Наличие мерного баллона 13 позволяет отправлять в рабочую камеру строго

15 определенное заранее заданное количество исследуемого металла, что очень важно для оптических измерений, так как этим обеспечивается постоянство уровня отражающей поверх20 ности от образца к образцу, и оптическая ось установки не меняется.

Уровень отражающей поверхности образца, т.е. расстояние L от дна рабочей кюветы, задается объемом Y

25 мерного баллона.

При собственно измерениях свет от источника 1 излучения попадает на входную щель монохроматора 2, проходит его, и на выходе становится монохроматическим. После модулятора 3, модулирующего луч с частотой, пройдя поляризатор 4, линейно поляризованный свет через входные окна термостата и рабочей

35 кюветы, расположенные нормально световому лучу, попадает на поверхность исследуемого металла под углом q . Отраженный под тем же углом эллиптически поляризованный свет

40 после выходных окон;рабочей камеры и термостата„ также расположенных нормально лучу, проходит анализатор 7 и попадает на фотоприемник 8, а затем регистрируется устройством 9, 45 например, селективным усилителем, настроенным на частоту модуляции 1 .

После проведения необходимых измерений с чистым металлом М, его через вспомогательный баллон 14

50 возвращают в резервуар 10. С помощью узы.а 12 дозировки необходимое количество металла М вводится в

pe=epayap 10 и,таким образом, получается сплав первой концентрации.

55 Перевод сплава в рабочую кювету 6 для проведения измерений и все последующие действия по приготовлению сплавов производятся, как указано, 1213399

Формула до тех пор, пока не будет израсходоФ ван весь металл М

После окончания измерений с последней концентрацией весь сплав переводится в приемный баллон 15 и, после кристаллизации, отпаивается.

Следует отметить, что используя в качестве исходных сплавы двух и более компонентов, можно измерить ,оптические постоянные многокомпо, нентных систем.

Контроль массы добавляемого второго металла М осуществляется по измерению положения уровня металла М в U -образном колене узла дозировки с помощью катетометра.

Концентрацию сплавов можно рассчитывать по формуле

М

Х(мас.7) = — — — . 100X, М1+M 2 где М вЂ” масса второго металла

z (добавки);

М, — масса первого металла (растворителя).

Как показали измерения, дозировку сплавов можно осуществлять с квадратичной точностью порядка

0,0027 для сплавов с концентрацией

1 ат.7 и с.точностью 0,1Е для сплавов эквимолярной концентрации.

При этом после каждой заправки прибора исследуемыми металлами в системе капилляров и загрузочных бункерах остаются чистые металлы. Учитывая, что в устройстве после одной заправки можно исследовать десятки сплавов, можно уменьшить расход чистых металлов и резко (в 1015 раз) сократить время эксперимента.

Описанное устройство позволяет обеспечить строгую идентичность условий проведения эксперимента, что очень важно для сравнения результатов оптических измерений разных сплавов. Кроме того, устраняется необходимость учета дополнительной поляризации, вносимой монохроматором.

50 изобретения

Устройство для измерения оптических постоянных жидких металлов и сплавов, включающее последовательно расположенные источник излучения, монохроматор и модулятор, а также поляризатор, образующие опорный канал, термостат с входным и выходным окнами и размещенной внутри него рабочей кюветой, последовательно расположенные по ходу излучения анализатор и фотоприемник, образующие измерительный канал, и регистрирующее устройство, соединенное с фотоприемником, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерений и сокращения времени измерений,оно дополнительно содержит мерный, вспомогательный и приемный баллоны, резервуары для первого и второго металлов и узел дозировки, выполненный в виде 11-образной трубки, оба конца которой соединены с балластным объемом, рабочая кювета дополнительно снабжена входным и выходным окнами, причем оптические оси опорного и измерительного каналов соответственно проходят через входные и выходные окна термостата и рабочей кюветы и пересекаются на расстоянии ь от дна рабочей кюветы, определяемом объемом мерного баллона, pesepвуар для второго металла соединен вакуумно-плотной трубкой с резервуаром для первого металла через узел дозировки, резервуар для первого металла вакуумна-плотными трубка- ми соединен с приемным баллоном, а также с рабочей кюветой через мерный баллон, рабочая кювета соеди- нена с вакуумно-плотной трубкой с резервуаром для первого металла через вспомогательный баллон, причем вход вакуумна-плотной трубки в рабочую кювету расположен вьппе расстояния 1 от дна рабочей кюветы, а поляризатор размещен между модулятором и входным окном термостата.

1213399 ) а Г

Составитель В.Калечиц

Редактор P.Öèöèêà Техред Т,Тулик Корректор А;Обручар

Заказ 777/54 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и-открытий

1)3035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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