Криостатный держатель образца

 

О П И С А Н И Е 261738

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29.XII.1967 (№ 1206121/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 13.!.1970. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 19Х.1970

Кл, 42i, 12/01

МПК G 011с

УДК 536.581(088.8) Номитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Я. Я. Страумен

Латвийский государственный университет нм. П. Стучки

Заявитель

КРИОСТАТНЬ1Й ДЕРЖАТЕЛЬ ОБРАЗЦА

Настоящее изобретение относится к низкотемпературным приборам, в част ости к держателям образцов для криостатав, применяемых для исследования свойств магериалов при различных температурах.

Известны держатели образцоз криостатов, содержащие корпус, встроенный нагревательный элемент и тепловое сопротивление в виде гелиевого теплового ключа, соединяющее один конец корпуса образца держателя с корпусом теплового ключа.

Однако в известных образцах держателя наблюдается передвижение образца в глоскости, параллельной плоскости прилегания образца, из-за теплового расширения корпуса образца держателя .при изменении его т".. мпературы, что недопустимо для точных измегений, например, при прохождении пучка света через образец перпендикулярно его плоскости. Кроме того, по всей площади прилегания ссразца изза отвода тепла от одного конца корпуса образца держателя устанавливается неодинаковая температура.

С целью устранения влияния теплового расширения в направлении, перпендикулярном световому потоку, проходящему через исследуемый образец, и улучшения распределения температуры по плоскости прилегания образца, в криостатном держателе образца тепловые сопротивления, соединяющие корпус держателя образца с корпусом сосу;а хладагента, .выполнены в виде трех стержней и установлены перпендикулярно плоскости прилегания образца к держателю.

На чертеже изображен предлагаемый держатель образца, образец и сосуд с хладагентом.

Держатель образца состоит из корпу.са 1 и крышки 2, которые в разъеме 3 спаяны или

10 сварены диффузионной сваркой. Корпус выполнен с карманом, в который вставлен образец 4, прижимаемый прижимом 5. На крышке 2 установлена нить накаливания 6, соединенная с выводами 7, сидящими в изоляторах

15 8, и удерживаемая крючками 9, закрепленными в изоляторах 10. Тепловые сопротивления

ll выполнены (заодно с крышкой) в виде трех ножек и установлены перпендикулярно к плоскости прилегания образца к держателю. Ма20 териал и сечение ножек выбираются в зависимости от жесткости и требований теплового режима. Концы тепловых сопротивлений 11 впаяны в корпус сосуда 12 с хладггентом мягким припоем 18.

25 Узел измерительного устройства 14, например источника монохромного света, луч А от которого проходит через точку Б образца 4, воспринимается другим узлом измерительного устройства, например фотоэлектронным умно.

30 жителем 15.

261738

При наполнении сосуда 12 хладагентом крышка 2, корпус 1 и образец 4 через тепловые сопротивления 11 охлаждаются до температуры испарения хладагента. Сечение, длина и материал сопротивлений 11 зависят от необходимой скорости охлаждения при определенной массе держателя образца, мощности нагревательного элем нта, требуемой жесткости крепления держателя образца и выоирается по расчету. Подключая выводы 7 к источнику, питания и пропуская ток через нити накаливания б, в зависимссти от выделяемой мощности на нити накаливания изменится температура корпуса 1 держателя образца и, соответственно, температура образца 4, что дает возможность получить на необходимое время температуру держателя образца выше температуры испарения хладагента, Используя для нити накаливания б тугоплавкие материалы и изоляторы 3 и 10 из керамики, можно пользоваться держателем образца до температур, определенных температурой плавки материала корпуса 1 держателя образца. Температура корпуса сосуда 12 с хладагентом практически остается постоянной и не зависит от температуры образца держателя и место крепления держателя образца на сосуде 12 не меняется после заливки сосуда хладагентом. Весь перепад температуры от температуры образца держателя до темперагуры испарения хладагента практически приходится на тепловое сопротивление, так как сечение и коэффициент теплопроводнссти теплопроводной части сосуда 12 с хладагентом намного больше аналогичных величин теплового сопротивления 11; следовательно, держатель образца при изменении его температуры будет двигаться из-за термического расширения материала теплового сопротивления 11 исключительно по прямой, перпендикулярной к плоскости прилегания образца к держателю, и исследуемая точка Б образца 4 не будет выходить из луча А.

Температура места исайки близка к температуре сосуда 12 с хладагентом, поэгому можно использовать низкоплавкий припой (практически из-за требований обслуживания криостата припой с температурой пл; 3KH около

100 С), и замена одного держателя другим удобна и легко исполнима.

Так как держатель образца имеет малые габариты (например, для образца размерами

10>(10)(2 мм держатель образца с тепловыми сопротивлениями имеет размер 17)(10мм и вес 7 г) и соответственно малую тепловую инерционность; управление температурой легко автоматизировать.

Равномерность отвода тепла от образца до20 стигается расположением тепловых сопротивлений и тем, что температура сосуда практически равна во всех точках креплечия к нему тепловых сопротивлений.

25 Предмет изобретения

Криостатный держатель образца, содержащий корпус, встроенный нагревательный элемент, тепловые сопротивления, соединяющие

30 корпус держателя с корпусом сосуда хладагента, отличающийся тем, что, с целью устранения влияния теплового расширения в направлении, перпендикулярном световому потоку, проходящему чер з исследуемый образец, 35 и улучшения распределения температуры .по плоскости .прилегания образца, тепловые сопротивления выполнены в виде трех идентичных стержней и установлены перпендикулярно плоскости прилегания образца к держателю.

В-В 7

Составитель И. И. Дубсон

Редактор М. В, Афанасьева Техред А. A. Камышннкова Корректор Н. С. Сударенкова

Заказ 1106)14 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типограф ия, пр. Сапунова, 2