Способ тестирования системы металлографического анализа на основе сканирующего зондового микроскопа

Изобретение относится к нанотехнологиям и методам проведения металлографического анализа образцов и определения трехмерной топографии их поверхности и структуры с помощью атомно-силовой микроскопии при разрешающей способности в нанометровом диапазоне. Способ тестирования системы металлографического анализа с помощью сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) для действующего оборудования в полевых условиях, использующий макет выбранного для анализа конструкционного элемента оборудования. В указанном макете конструкционного элемента выполняют отверстие, в котором устанавливают макетный образец, изготовленный из металла, аналогичного указанному конструкционному элементу, проводят подготовку поверхности полевыми средствами и анализ с помощью полевого варианта СЗМ. Затем сравнивают результаты с результатами анализа этого же макетного образца, полученными лабораторным путем. Техническим результатом является повышение надежности результатов металлографического анализа на действующем оборудовании. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Заявляемое изобретение относится к нанотехнологиям и методам проведения металлографического анализа образцов и определения трехмерной топографии их поверхности и структуры с помощью атомно-силовой микроскопии при разрешающей способности в нанометровом диапазоне. Предлагаемый способ позволяет имитировать условия работы системы металлографического анализа с использованием сканирующего зондового микроскопа на действующем оборудовании в полевых условиях и проводить сравнение результатов такого анализа с результатами, получаемыми в лаборатории и принимаемыми за эталон.

Уровень техники

Для металлографического анализа действующего оборудования с помощью сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) необходимо предварительно отшлифовать, отполировать, протравить поверхность образца, а затем провести ее сканирование с помощью, например, атомно-силового микроскопа (АСМ) в полевых условиях при различных мешающих воздействиях и обстоятельствах (вибрации, вертикальная ориентация поверхностей находящегося в эксплуатации оборудования, запыленность и др.). В этих условиях необходимо, тем не менее, получить изображение с достаточно высоким пространственным разрешением порядка нескольких нанометров. Для этого необходимо разработать специальный способ верификации результатов металлографического анализа с помощью АСМ в подобных полевых условиях.

Известен эталон для анализа структуры сварного металлического шва (заявка на изобретение РФ №94036576), который позволяет провести контроль строения металла в сравнении с эталоном в полевых условиях на действующем оборудовании. К недостаткам указанного технического решения относится невысокое пространственное разрешение, связанное с использованием радиографических средств наблюдения структуры анализируемого объекта.

Известен способ подготовки поверхности металла и проведения металлографического анализа (патенты РФ №2273014 и 2301981), пригодный для работы на действующем оборудовании. Общим с заявляемым изобретением признаком является то, что шлифуют, полируют и протравливают поверхность образца, а затем получают изображение поверхности с помощью микроскопа. К недостаткам указанного способа относится невозможность сравнительного контроля результатов металлографического анализа действующего оборудования и эталонных образцов в лаборатории, чтобы убедиться в работоспособности методики в полевых условиях.

Известен способ (заявка на изобретение РФ №2003104759) определения причины разрушения, проявляющегося при изготовлении, испытаний, сборке, эксплуатации в составе изделий металлических деталей, включающий определение металлографических признаков необратимой водородной хрупкости. К недостаткам указанного способа относится невозможность сравнительного контроля результатов металлографического анализа действующего оборудования и эталонных образцов в лаборатории, чтобы убедиться в работоспособности методики в полевых условиях.

Известен способ (патент РФ №2344402) металлографического определения магния или его сплавов в солевой смеси отходов магниевого производства. Общим с заявляемым изобретением признаком является то, что шлифуют, полируют и протравливают поверхность образца, а затем получают изображение поверхности с помощью микроскопа. Недостатком данного способа является невозможность анализа неотделяемых образцов действующего оборудования.

Наиболее близким по решению технической задачи к настоящему изобретению является патент РФ 2341589, выбранный за прототип. Согласно прототипу, проводят металлографический анализ модельного образца после искусственного ускоренного старения и определяют наличие и число микротрещин. Общим с заявляемым изобретением признаком является то, что шлифуют, полируют и протравливают поверхность образца, а затем получают изображение поверхности с помощью металлографического микроскопа. К недостаткам прототипа относятся невозможность анализа структуры и состояния границ между зернами из-за ограниченной разрешающей способности использовавшейся оптической микроскопии, что снижает информативность и результативность металлографического анализа и не позволяет проводить сравнительный контроль результатов металлографического анализа действующего оборудования и эталонных образцов в лаборатории.

Раскрытие изобретения

Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, состоит в повышении надежности результатов металлографического анализа на действующем оборудовании, где необходимо работать в усложненных условиях на поверхностях с фиксированной вертикальной, наклонной или горизонтальной ориентацией, в условиях вибраций, пыли и недостаточной жесткости крепления СЗМ.

Предлагаемое изобретение имеет целью создание такого способа анализа поверхности образца, который позволяет проконтролировать правильность подготовки поверхности и качество изображений, получаемых с помощью СЗМ, в усложненных полевых условиях на действующем оборудовании путем сравнения с результатами анализа эталонных образцов в лабораторных условиях.

Для решения поставленной задачи в известном техническом решении по патенту РФ №2341589 (прототип), согласно которому шлифуют, полируют и протравливают поверхность образца, а затем получают изображение поверхности с помощью металлографического микроскопа, в отличие от прототипа, в качестве образца используют макет выбранного для анализа конструкционного элемента оборудования, в макете конструкционного элемента выполняют отверстие, в котором устанавливают макетный образец, изготовленный из металла указанного конструкционного элемента, закрепляют металлографическое оборудование на макете, проводят необходимый анализ и сравнивают результаты с результатами анализа этого же макетного образца, полученными лабораторным способом.

В частном случае реализации предлагаемого изобретения указанное отверстие и макетный образец выполняют с резьбой, позволяющей ввинчивать макетный образец в макет конструкционного элемента таким образом, чтобы торец макетного образца находился на уровне внешней поверхности указанного макета конструкционного элемента.

В другом частном случае реализации предлагаемого изобретения указанный макетный образец закрепляют стопорным винтом, удерживающим макетный образец в макете конструкционного элемента таким образом, чтобы торец макетного образца находился на уровне внешней поверхности указанного макета конструкционного элемента.

Еще в одном случае реализации предлагаемого изобретения на торцевой поверхности указанного макетного образца наносят острием метку в виде креста и сравнивают изображение области вокруг метки, полученное в сканирующем зондовом микроскопе после указанной обработки поверхности на макете, с изображением этой же области, полученным лабораторным способом.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 изображен макет выбранного для анализа конструкционного элемента оборудования в виде трубы, в котором выполнено резьбовое отверстие, а также макетный образец с резьбой и гайка для фиксации макетного образца.

На Фиг.2 приведен вид сбоку на макет со стороны разреза, показанного на Фиг.1.

На Фиг.3 изображен макет выбранного для анализа конструкционного элемента оборудования в виде трубы, в котором выполнено отверстие под гладкий цилиндрический макетный образец и резьбовое отверстие с фиксирующим винтом под углом к оси макетного образца.

На Фиг.4 приведен результат сканирования в атомно-силовом микроскопе для полевых исследований участка поверхности макетного образца, обработанного полевыми средствами на макете конструкционного элемента действующего оборудования в условиях, максимально приближенных к полевым условиям.

На Фиг.5 приведен результат сканирования в атомно-силовом микроскопе участка поверхности макетного образца, обработанного в лабораторных условиях для проведения сравнения с результатами на Фиг.4.

Осуществление изобретения

Для определения внутренней структуры различных материалов и сплавов, в том числе сталей, в промышленной практике широко используются методы неразрушающего металлографического анализа. Эти методы основаны на изучении картин распределения и конфигурации структурных элементов (кристаллических зерен, переходных элементов между зернами и различных других включений) на поверхности специально приготовленного образца с помощью оптических, электронных и атомно-силовых микроскопов. При этом поверхность образца после шлифования и полирования подвергают химическому или электрохимическому травлению таким образом, чтобы искомые структурные элементы металла были различимы после сканирования. Практически важной задачей является проведение металлографического анализа действующего, зачастую крупногабаритного, оборудования, образцы металла с которого невозможно перенести в лабораторию, ориентация исследуемых металлических поверхностей не может быть изменена, а также присутствуют мешающие факторы в виде вибраций, пыли, параметров жесткости крепления СЗМ на действующем оборудовании, качества шлифовки-полировки-травления полевыми средствами и т.п.

Согласно предлагаемому изобретению, для проверки правильности металлографического анализа поверхности действующего оборудования в полевых условиях при различных мешающих воздействиях и обстоятельствах (вибрации, вертикальная ориентация поверхностей находящегося в эксплуатации оборудования, запыленность и др.) проводят предварительное тестирование системы металлографического анализа на основе СЗМ. Для этого используют макет выбранного для анализа конструкционного элемента 1 оборудования, например в виде трубы, показанный на Фиг.1. В макете конструкционного элемента 1 выполняют резьбовое отверстие 2, в которое завинчивают макетный образец 3, изготовленный из металла, аналогичного указанному конструкционному элементу, и имеющий резьбу, соответствующую резьбе отверстия 2. Предварительно на конце макетного образца 3 фрезеруют четырехгранную головку 4 под ключ и, используя гайку 5, фиксируют положение макетного образца 3 таким образом, чтобы поверхность торца 6 макетного образца 3 была установлена вровень с внешней поверхностью макета конструкционного элемента 1. На Фиг.2 показан вид на описанную конструкцию со стороны разреза А-А со стороны гайки 5.

Далее устанавливают макет конструкционного элемента 1 в той же пространственной ориентации, что и реальный элемент действующего оборудования, который будет подвергаться анализу, обеспечивают условия, близкие к реальным полевым - например, устанавливают на электродинамический вибростенд с программируемыми уровнем и частотным спектром вибраций. Затем обрабатывают поверхность торца 6 макетного образца 3 путем шлифования, полирования и травления переносными полевыми средствами со стороны, показанной стрелкой на Фиг.1, закрепляют металлографический СЗМ на макете конструкционного элемента 1 и проводят необходимый анализ, например, в условиях программируемых вибраций. После этого извлекают макетный образец 3, проводят металлографический анализ его поверхности стационарным лабораторным способом, сравнивают результаты анализа макетного образца 3, полученные двумя указанными способами, и делают заключение о пригодности или непригодности методики металлографического анализа, предназначенной для работы на действующем оборудовании в полевых условиях.

Вариант анализа другого типа макетного образца 7, закрепляемого в макете конструкционного элемента 1, приведен на Фиг.3. В макете конструкционного элемента 1 сверлят отверстие 8, в которое вставляют макетный образец 7, изготовленный из металла, аналогичного указанному конструкционному элементу, и имеющий внешний диаметр, близкий к диаметру отверстия 8. В макете конструкционного элемента 1 также делают наклонное резьбовое отверстие 9 и, используя стопорный винт 10, проходящий через отверстие 9, и шлицевую отвертку со стороны, указанной стрелкой 11, фиксируют положение макетного образца 7 таким образом, чтобы поверхность торца 12 макетного образца 7 была установлена вровень с внешней поверхностью макета конструкционного элемента 1.

На Фиг.4 приведен результат сканирования СЗМ участка поверхности макетного образца, обработанного на макете конструкционного элемента 1 действующего оборудования в условиях, максимально приближенных к полевым условиям.

На Фиг.5 приведен результат сканирования в лабораторном атомно-силовом микроскопе Solver участка поверхности того же самого макетного образца 1, обработанного в лабораторных условиях с помощью шлифовально-полировальной машины Buhler. Видно, что на обоих изображениях в одинаковой мере проявляются различные структурные элементы, имеющие различную глубину в зависимости от присущей им скорости травления (зерна феррита с выходом различных кристаллографических граней на поверхность образца, зерна перлита, межзеренные прослойки и др.), что позволяет сделать вывод о работоспособности системы металлографического анализа действующего оборудования с помощью СЗМ в данных полевых условиях.

В результате в качестве критериев правильности работы АСМ в условиях, близких к реальным полевым на действующем оборудовании, используется сравнение контрастности изображений, полученных на макете и в лабораторных условиях, а также измерений ширины межзеренных границ, как участков поверхности, наиболее чувствительных к условиям измерений.

Также для сравнительного анализа на поверхности макетного образца с помощью твердого острия под микроскопом может наноситься метка, например в виде креста, имеющая достаточную глубину для того, чтобы остаться видимой после нескольких циклов шлифовки-полировки-травления. Далее проводят подготовку поверхности и получение АСМ-изображения макетного образца вокруг перекрестия метки как при работе на макете, так и в лабораторных условиях. Эта метка позволяет провести привязку изображений на макете и в лабораторных условиях к одной и той же зоне на поверхности образца и провести наиболее достоверный сравнительный анализ работоспособности метода металлографического анализа с помощью АСМ в различных условиях эксплуатации.

1. Способ тестирования системы металлографического анализа на основе сканирующего зондового микроскопа, заключающийся в том, что обрабатывают поверхность образца путем шлифования, полирования и травления и проводят анализ поверхности с помощью сканирующего зондового микроскопа, отличающийся тем, что в качестве образца используют макет выбранного для анализа конструкционного элемента оборудования, в макете конструкционного элемента выполняют отверстие, в котором устанавливают макетный образец, изготовленный из металла указанного конструкционного элемента, закрепляют металлографическое оборудование на макете, проводят необходимый анализ и сравнивают результаты с результатами анализа этого же макетного образца, полученными лабораторным способом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанное отверстие и макетный образец выполняют с резьбой, позволяющей ввинчивать макетный образец в макет конструкционного элемента таким образом, чтобы торец макетного образца находился на уровне поверхности указанного макета конструкционного элемента.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный макетный образец закрепляют стопорным винтом, удерживающим макетный образец в макете конструкционного элемента таким образом, чтобы торец макетного образца находился на уровне поверхности указанного макета конструкционного элемента.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на торцевой поверхности указанного макетного образца наносят острием метку в виде креста и сравнивают изображение области вокруг метки, полученное в сканирующем зондовом микроскопе после указанной обработки поверхности на макете, с изображением этой же области, полученным лабораторным способом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области малых энергий в химии и может быть использовано при разработке нанотехнологий в разных отраслях промышленности: химической, легкой, кожевенной и меховой, пищевой, медицинской, строительной индустрии, а также в разных областях знаний.

Изобретение относится к области оценки поверхностных свойств материалов и может быть использовано для разработки энергетических нанотехнологий в различных отраслях промышленности: химической, кожевенной и меховой, легкой, пищевой, медицинской, строительной индустрии и т.д.

Изобретение относится к области исследования смачиваемости поверхностей применительно к различным отраслям промышленности. Для определения смачиваемости поверхности исследуемого материала по меньшей мере один образец исследуемого материала помещают в по меньшей мере одну герметичную ячейку калориметра.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в строительных материалах и изделиях, а также в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к электрохимии и может быть использовано для исследований межфазных границ между электропроводящими твердыми электродами, находящимися в контакте с расплавленными, преимущественно высокотемпературными электролитами.

Изобретение относится к области исследования поверхностных свойств, в частности к определению смачиваемости пористых материалов, и может найти применение в различных отраслях промышленности, например в нефтегазовой, химической, лакокрасочной и пищевой.

Изобретение относится к области исследования характеристик порошковых материалов, в частности их смачиваемости. .

Изобретение относится к области молекулярной технологии (нанотехнология). .

Изобретение относится к методам металлографического анализа образцов стали и определения трехмерной топографии поверхности и ее структуры при помощи сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ). Согласно способу проводится шлифовка, полировка и либо химическое, либо электрохимическое травление образца стали, а затем сканирование поверхности образца с помощью СЗМ. В качестве СЗМ могут использоваться атомно-силовые сканирующие (АСМ), а также сканирующие туннельные (СТМ) и оптические ближнепольные сканирующие (СБОМ), совмещенные с АСМ. По результатам сканирования для металлографического заключения производится идентификация и классификация структурных элементов образца в зависимости от их формы и глубины, которые связаны со скоростью травления этих структурных элементов, определяемой их строением. Технический результат - повышение разрешающей способности, точности и информативности металлографического анализа. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретения относятся к области определения значений параметров, характеризующих физико-химические свойства материалов, например коэффициентов диффузии, по величине электропроводности, и могут найти применение в порошковой металлургии, в изучении процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, в материаловедении и физике твердого тела. В способе определения коэффициента диффузии измеряют электропроводность материала в исходном состоянии для определения начального содержания диффузанта в покрытии на его частицах. Затем подвергают материал в насыпном виде диффузионному отжигу, охлаждают и измеряют электропроводность для определения измененного содержания диффузанта в покрытии. Измерение электропроводности материала до и после отжига проводят при различной степени уплотнения, а также до и после отжига определяют толщину покрытия и показатель его целостности, с учетом которых определяют изменение содержания диффузанта в покрытии при постоянном значении его концентрации и определяют коэффициент диффузии по выражению, полученному решением уравнения Фика. Указанную последовательность действий повторяют при различных температурах отжига материала для получения температурной зависимости коэффициента диффузии, по которой в соответствии с законом Аррениуса определяют его постоянные параметры: предэкспоненциальный множитель и энергию активации. При осуществлении способа определения толщины и показателя целостности покрытия образец материала сжимают, измеряют его электропроводность при различной степени уплотнения, определяют электропроводность материала в беспористом состоянии. Дополнительно измеряют удельную поверхность материала и электропроводность материала без покрытия, определяют среднестатистическое координационное число проводящих контактов частиц. Затем рассчитывают относительную площадь проекции неэкранированной покрытием контактной поверхности частиц материала в беспористом состоянии, характеризующую целостность покрытия, и толщину покрытия. Техническим результатом является повышение точности и достоверности определения, упрощение способа, расширение области применения. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области исследования характеристик порошковых материалов, в частности их смачиваемости. Целью изобретения является разработка более точного способа определения смачиваемости порошков. Сущность изобретения заключается в том, что в кювете с прозрачными плоско-параллельными стенками создают взвесь равномерно распределенных в воздухе частиц порошка диаметром не более 5 мкм с начальной концентрацией взвеси частиц, выбираемой из условия T0≤0.2, и измеряют спектральный коэффициент пропускания взвеси. Затем в кювету подают поток монодисперсных капель диаметром 0.8÷2.5 мм из равномерно распределенных по поперечному сечению кюветы капельниц в течение заданного промежутка времени tk, определяемого из условия Tk>2T0, и повторно измеряют спектральный коэффициент пропускания взвеси. Параметр смачиваемости порошка рассчитывается по формуле β = 4 V ln [ ( ln 1 T 0 ) ( ln 1 T k ) − 1 ] η π D 2 h n f t k где V - объем кюветы; T0, Tk - спектральный коэффициент пропускания до и после осаждения капель; η - коэффициент захвата; D - диаметр капли; h - высота кюветы; n - количество капельниц; f - частота падения капель; tk - промежуток времени подачи капель в кювету. Техническим результатом является повышение точности определения характеристик смачиваемости порошковых материалов и обеспечение проведения измерений непосредственно в пылевоздушной смеси. 3 табл., 7 ил.

Изобретение относится к области исследования свойств взаимодействия поверхности с флюидами и может быть использовано для определения теплоты адсорбции и смачивания поверхности. Заявлена измерительная ячейка калориметра, состоящая из изолированных друг от друга верхней и нижней частей, сообщающихся между собой посредством подвижного разъемного герметичного соединения. Ячейка снабжена двумя коаксиально расположенными трубками, выполненными с возможностью независимого подключения к внешним устройствам. Внешняя трубка подсоединена к верхней части ячейки, а внутренняя трубка подсоединена к нижней части ячейки через указанное подвижное разъемное герметичное соединение и выполнена подвижной. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства. 1 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области определения физико-химических свойств поверхностей и может быть использовано для оценки степени гидрофильности хвои, предварительно обработанной водяным паром. Способ определения краевого угла смачивания хвои, предварительно обработанной водяным паром, состоит в нанесении на испытуемую поверхность дозированной капли жидкости, измерении ее размеров и определения краевого угла смачивания по формуле Θ = a r c t g ( − 2 L ⋅ D 2 − d 2 d 2 ) . Техническим результатом является упрощение повышения точности измерения величины краевого угла смачивания хвои, предварительно обработанной водяным паром.1 ил.

Изобретение относится к области оценки свойств дисперсных материалов и может быть использовано для разработки энергетических нанотехнологий в разных отраслях промышленности и областях знаний, а также для разработки и управления самоорганизующихся систем, открывает возможности для изучения новых принципов построения технических устройств. Для установления дальности перемещения движущихся объектов, направления их перемещения, определения количества и размеров частиц в секторах ограничительной окружности используют объект-препарат из бумаги с нанесенной на нее ограничительной линией шириной 5-6 мм в виде окружности с помеченным центром, направлением расположения видеокамеры и разбитой на сектора тонкими линиями окружности из гидрофобного материала. При этом в помеченном центре ограничительной окружности размещают шаблон, в который помещают дисперсный материал. Затем в ограничительную окружность вносят изучаемую жидкость в количестве, обеспечивающем толщину слоя жидкости над изучаемым материалом. Далее подводят его к центру капилляр на высоте 1-6 мм, содержащий поверхностно-активное вещество, включают видеокамеру на фиксирование изменений поверхности. После завершения процесса перемещения самоорганизующихся объектов на поверхности изучаемого материала видеокамеру отключают, пластину с объектом-препаратом и изучаемым материалом внутри шаблона оставляют высыхать, не сливая воду с поверхности объекта-препарата. Затем с помощью микроскопа определяют в каждом секторе количество частиц и их размеры возле ограничительной окружности, по которым определяют, в каком направлении объекты преимущественно перемещались и примерный состав движущихся объектов. Техническим результатом является обеспечение возможности установления дальности перемещения движущихся объектов, направления их перемещения, определения количества и размеров частиц в секторах ограничительной окружности. 9 ил., 4 пр.

Изобретение относится к способам определения аэрационной способности пенообразователей, используемых в технологии пенобетонов, и может быть использовано для оценки эффективности использования пенообразующих добавок, корректировки рецептуры пенобетонных смесей. Способ определения аэрационного потенциала пенообразователей, используемых в технологии пенобетонов, включает приготовление рабочего раствора пенообразователя, измерение температуры рабочего раствора пенообразователя и приготовление пены. Также способ включает отбор проб пены, выкладывание проб пены в предварительно взвешенные емкости известного объема и определение физико-механических характеристик пены. Причем перед приготовлением рабочего раствора пенообразователя все исходные компоненты выдерживаются в испытательном помещении при стандартных условиях до выравнивания температуры, а приготовление пены осуществляют в турбулентном бетоносмесителе в течение до 5 минут начиная с малой концентрации раствора. При этом объем раствора подбирают в зависимости от конструкционных особенностей смесителя и кратности пенообразователя, а отбор проб производят из верхнего загрузочного и нижнего выгрузочного отверстий бетоносмесителя в период до 30 секунд после приготовления пены. В качестве физико-механической характеристики определяется плотность пены для каждой из проб путем взвешивания фиксированного объема пены в предварительно взвешенных емкостях и деления массы пены на ее объем. Затем определяется среднее значение плотности пены, полученной из рабочего раствора пенообразователя с заданной концентрацией пенообразователя в воде, определяется температура пены, на основании предварительно установленного значения средней плотности пены, а также известных плотностей и дозировок исходных компонентов определяется показатель аэрационного потенциала, который вычисляется по формуле: A = m р − р а m п о ⋅ ( 1 ρ п − 1 ρ р − р а ) , где А - показатель аэрационного потенциала, л/кг; ρп - плотность пены, кг/л; ρр-ра - плотность рабочего раствора пенообразователя в воде, кг/л; mр-ра - масса рабочего раствора пенообразователя в воде, г; mпо - масса пенообразователя, г. Техническим результатом является расширение числа критериев оценки качества пенообразователей. 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса в капиллярно-пористых материалах для определения коэффициентов диффузии влаги в строительных материалах и конструкциях, а также в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Способ определения коэффициента диффузии влаги заключается в создании в исследуемом образце равномерного начального влагосодержания, приведении плоской поверхности образца в контакт со средой с отличным от образца влагосодержанием. Также способ включает измерение изменения во времени сигнала гальванического преобразователя, определение времени достижения максимума на кривой изменения ЭДС гальванического преобразователя и расчет коэффициента диффузии. При этом производят импульсное увлажнение плоской поверхности исследуемого образца по прямой линии, после чего гидроизолируют эту поверхность, располагают электроды гальванического преобразователя в двух точках этой плоской поверхности на линии, параллельной линии нанесения импульсного увлажнения и на заданном расстоянии от нее, и рассчитывают искомый коэффициент по формуле: D = r 0 2 / ( 4 τ max ) , где τmax - время достижения максимума на кривой изменения ЭДС гальванического преобразователя, r0 - расстояние между линией импульсного увлажнения и линией расположения электродов гальванического преобразователя. Техническим результатом является повышение оперативности эксперимента и обеспечение возможности неразрушающего контроля коэффициента диффузии в массивных изделиях из капиллярно-пористых материалов. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области поверхностных явлений и может быть использовано для оценки свойств жидкостей, различных поверхностей и свойств веществ в разных отраслях промышленности и в том числе в нанотехнологиях и порошковой металлургии. Устройство содержит светонепроницаемый кожух, состоящий из вертикально установленных боковых 6, 7, передней 8 и задней 9 стенок ограждения, а также верхней 10 стенки ограждения. Внутри на боковой стенке 6 ограждения установлен осветитель рассеянного света 12 с установленной на нем индикаторной сеткой 13, а на другой боковой стенке ограждения установлена кинокамера или видеокамера 14 с возможностью вертикального перемещения. На задней стенке 9 ограждения шарнирно закреплена вертикально расположенная ось 18, на которой установлен узел 15 для нанесения на объект-препарат 4 или кювету с бортиком поверхностно-активного вещества, выполненный в виде капельницы 16 с капилляром 17 и оснащенный механизмом 19 двухкоординатного перемещения с возможностью горизонтального смещения для установки капилляра 17 капельницы 16 в центр объекта-препарата 4 или кюветы с бортиком и с возможностью вертикального измерительного смещения края капилляра 17 капельницы 16 для внесения поверхностно-активного вещества на изучаемую поверхность. На задней 9 стенке ограждения установлена автоматическая бюретка 20 для заполнения ограничительной фигуры объекта-препарата 4 или кюветы с бортиком слоем жидкости известной толщины. На верхней 10 стенке ограждения выполнено отверстие 23, края которого соединены со светонепроницаемым рукавом 24, а отверстие 23 расположено над ручкой 25 для вертикального перемещения капилляра 17 капельницы 16. На передней стенке 8 ограждения выполнена крышка 22. Вертикально расположенные две боковые 6, 7, задняя 9 и передняя 8 стенки ограждения светонепроницаемого кожуха в нижней части имеют уплотнения 21, выполненные из мягкого упругого светонепроницаемого материала, например резины или пластических масс. Техническим результатом является повышение точности изображения изучаемой поверхности, упрощение конструкции. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к гироскопическим устройствам. Может быть преимущественно использовано для исследования поверхностных явлений смачивания и растекания при нагреве в вакууме и инертной или активной газовых средах. Самогоризонтируемое устройство включает корпус 1, выполненный из керамики, молибдена или стали, в верхней части которого установлен промежуточный элемент 2, выполненный из такого же материала, что и корпус 1 или отличающийся от него, закрепленный двумя стержнями 3 к стенке корпуса 1, самогоризонтируемый столик 4, выполненный из такого же материала, что и корпус 1 или отличающийся от него, в нижней части которого расположен массивный груз 5, который может быть выполнен съемным и соединяться через соединительный стержень 6; самогоризонтируемый столик 4 закреплен двумя стержнями 7 в промежуточном элементе 2, причем стержни 3 и 7 расположены взаимно - перпендикулярно друг другу. В нижней части корпуса 1 расположены упоры 8 для фиксирования массивного груза 5. Техническим результатом является то, что устройство позволяет проводить исследования при размещении его в печи с контролируемой атмосферой и в печи с воздушным нагревом. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх