Кварцевый дилатометр

 

С. В. Шабес, Л. А. Красиков, Г. С. Голосов, Г. А. Кузьмин и H. Г. Тетерев (;.. >;., ), l l

/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КВАЩЕВЫЙ ДИЛАТОМЕТР

Изобретение относится к измеритель ной технике, а именно к устройствам дляизмерения теплового расширения твердых тел дилатометром.

Известны приборы, позволяющие проводить одновременно определение темпе3 ратурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) и дифференциально-термический анализ (lLTA) материалов, содержащий аналогичные структурные элементы схемы прибора. Определение ТКЛР материала на этих приборах производится путем последовательных испытаний нескольких образцов (1).

Недостатком известных приборов являlS ется то, что при проведении последовательных испытаний образцов одного и того же материала невозможно создать полностью идентичные условия испытаний по

Ю температуре, скорости нагрева и экспозиции, что особенно важно при выявлении технологического разброса свойств маге « риала одной марки или партии.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является дилатометр, содержащий камеру трубчатого типа для задания температуры образца, опорную стойку в виде кварцевой трубы, . на «оторой помещен образец, и штангу-талкатель в виде стержня, передающую изме» неиие размеров образца на индикатор(2).

Недостатком этого дилатометра является невозможность одновременного иоследования нескольких образцов адного и того же материала в абсолютно идентичнь х условиях. Размеры изотермической зоны, в которую помещается образец, не превышают 2-3 см, а невоспроизводи3 мость условий опыта обычно не меньше

6-7%, т.е. достигает величины, сравниваемой с разбросом свойств материя ла, который связан с погрешностью технологии его изготовления. Это обстоя тельство может значительно снизить точность оценки ТКЛР материала в тех случаях, когда стоит задача оценки технологического разброса свойств между об-, 3 805l разцами или,партиями одного и того же, материала, т.е. его качества и стабил»ности. Кроме того, конструкйия камеры дилатометра не позволяет расширить обьем информации о материале за счет одновре .менного использования других методов исследования, в частности ДТА, ввиду невозможности помеиц.ния в изотермичвс кую зону камеры эталонного образца. В то же время параллельное определение

ТКЛР и ЙТА позволяет значительно повысить объем и надежность получаемой информации о материале.

Цель изобретения — повышение точности »» достоверности определения технологического разброса значений ТКЛР материала одной марки или партии при систематиче ских дплатометрических определениях в производственных условиях.

Предлагается устройство, которое обе20 спечивает одновременное определение

ТКЛР и проведение ДТА нескольких образцов сразу в идентичных условиях.

82 4 в плите-основании, установленной на нои ках 8, В. камере 9 с теппоизоляцией 10 коаксиально размещены внутренние 11 и

12 и наружные 13 и 14 нагревательные (11 и 13) и охладительные (12 и 14) элементы. На камере установле»» мотор вентилятора 15 крыльчатка которого обеспечивает перемещение среды в рабочем объеме камеры. Камера установлена на основании-через амортизаторы 16.

Применение вентилятора на базе маломощного электродвигателя типа ЙПР-01 OP с крыльчаткой диаметром 25 мм,не оказывая влияния на измерительную часть дилатометра, обеспечивает достаточное перемешивание среды в объеме камеры, что позволяет существенно увеличить изотермическую . зону камеры без увеличения размеров камеры. Различия температур в рабочем объеме камеры не превышает 0,1 К во всем температурном диапазоне испытаний, Дпя обеспечения доступа во внутренний объем камеры она снабжена съемной верхней крышкой 17. Для измерения результатов испытаний служит регистратор 18.

Дилатометр работает следующим об» разом.

Образцы 1 с установленными в них термопарами 2 помещаются в камеру, На одну опорную стойку 3 помещается эталонный образец, после чего крышка

17 камеры 9 дипатометра закрывается.

Штоки толкателей 4 приводятся в контакт с датчиками 5, включается вентилятор 15. Включается система задания температуры в камере, обеспечивающая необходимый ражим испытаний. На вторичном регулирующем приборе 18 (напрпмер щлейфный осциллограф типа

К-105) фиксируется температура камеры, значения изменения длины испытуемых образцов и разности температуры каждого испытуемого образца и эталона.

Температурный диапазон работы предлагаемой конструкции дилатометра составляет 123-573 К и определяется харак теристиками: нагревательных и охладительных элементов и свойствами кснст-! рукцгоннь»х ма» ериалов, применяемых при изготовлении камеры и измеритель. ных элементов. Точность определения

TKJIP не ниже 2i10 1 К.

40

Поставлеиная цель достигается тем, что в камере для обеспечения заданной

25 температуры образца нагревательные и охладительные элементы выполнены в виде двух коаксиальных цилиндров, а образцы вместе с измерительными кварцевыми топкателями и опорными стойками установлены в кольцевом зазоре между наг"ревательными (охладительными) элементами по окружности в иэотермической зоне, Кроме того, для выравнивания, температуры в рабочем объеме камеры в ней установле»» вентилятор, а для исключения вйияния вибрации камеры на измерительную часть камера связана с массивной плитой-основанием через амортизаторы.

На чертеже приведена принципиальная

1 . схема устройства.

Образцы 1 (диаметром 8-10 мм и высотой 8-15 мм) с установленными в них термопарами 2 помещены на плоские верхние торцы кварцевых опорных стоек 3 цилиндрической формы, которые установлены таким образом, чтобы образцы находились и средней части камеры йе высоте. Сверху на образцы подвешены кварцевые штанги-толкатели 4 в виде прямоугольной рамки со штоком, нижняя часть которой входит в прорези о»»ор»»аа стоек. Штоки толкателей еродают изменение линейных размеров образцов на датчики 5 механотронного типа, установленные под плитой-основанием 6 на специальных юстировочных стойках 7. Опор.ные стойки нижними концами закреплены

Достоинством предлагаемого устрой ства является наличие изотермической зоны в объеме, позволяющем одновремен»»о испь»тывать несколько образцов в идентичных условиях при параллельном проведении ЙТА, за счет чего появляет5 805152 d ся возможность выявления технологичео- о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с кого разброса свойств материала, что целью повышения точности измерений, повышает точность и достоверность опре- нагреватели и холодчльники распопожеделения свойств материалов при автома- ны на оси в камере и выполнены. в витической регистрации измеряемых пара- y де коаксиальных цилиндров, между котометров. рыми расположены измерительные ячейки, а камера установлена на плите-основании через амортизаторы.

Формула изобретения

Кварцевый дилатометр для определе» . ния температурного коэффициента линейного расширения и дифференциально-термического анализа, содеркащий камеру с нагревателем (холодильником) термопару, измерительную ячейку и регистратор,, 10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дериватограф системы Паулик Р, Паулик И., Эрдел Л.t фирмы «МОМ» Венгерской Народной Республики. д . 2. Авторское свидетельство СССР

М 220575, кл. G 01 M 25/16, 1968 (прототип).

Составитель В. Гусева . Редактор Л. Повхан Техред. M.Ãîëèíêà Корректор Г. Решетник

Заказ 10868/63 Тираж 918 Подписное

ННИИПИ Г сударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4