Способ исследования физических свойств материалов в области промежуточных температур в динамическом режиме и устройство для его осуществления
Изобретение относится к .дованию физических свойств материалов и может быть использовано при изучении температурных зависимостей оптических, магнитных и электрических свойств материалов. Цель изобретения - упрощение процесса измерений и расширение области исследования . Криостат откачивают до давления в вакуумной рубашке около 1,3-10 Па. Откачку паров азота производят в течение всего времени измерений. При этом температура твердого азота достигает 55-57 К. В нижней части хо лодопровода, где закреплен тепловой мост и по нему происходит подвод тепла , за счет которого азот испаряется, образуется область разреженных паров. Образование такой области приводит к резкому уменьшению интенсивности охлаждения образца, а дополнительный подвод тепла по тепловому мосту - к отогреву образца, во время Которого измеряют его параметры. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. (О
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 b 25/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4017422/31-25 ,(22) 28,01.86 (46) 23.12.87. Бюл. Я 47 (71) Институт сверхтвердых материалов АН,УССР и Институт физики АН УССР (72) Д.П.Моисеев и В.И.Торишний (53) 536.42(088 ° 8) (56) Копцик В.А. и др. Прецизионный лабораторный криостат для исследования электрических и упругих свойств кристаллов. - Приборы и техника эксперимента, 1961, М 1, с.184-188, Копанев В.Д., Нубии В,3. Азотный криостат для полученйя промежуточных температур и форсированного отогрева образца. — Приборы и техника эксперимента, 1976, Р 4, с.262-263. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИ ФИЗИЧЕСКИХ
СВОИСТВ МАТЕРИАЛОВ В ОБЛАСТИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ТЕМПЕРАТУР В ДИНАМИЧЕСКОМ
РЕЖИМЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к исследованию физических свойств материалов и может быть использовано при изучении температурных зависимостей оптических, магнитных и электрических свойств материалов. Цель изобретения — упрощение процесса измерений и расширение области исследования. Криостат откачивают до давления в вакуумной рубашке около 1,3 10 Па.
Откачку паров азата производят в течение всего времени измерений. При этом температура твердого азота достигает 55-57 К. B нижней части холодопровода, где закреплен тепловой мост и по нему происходит подвод тепла, за счет которого азот испаряется, образуется область разреженных паров.
Образование такой области приводит к резкому уменьшению интенсивности охлаждения образца, а дополнительный подвод тепла по тепловому мосту— к отогреву образца, во время которого измеряют его параметры. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.
1361478
Изобретение относится к области исследования физических свойств матерйЪлов и может быть использовано при изучении температурных зависимостей
6 оптических, магнитных и электрических свойств материалов.
Целью изобретения является упрощение процесса измерений и расширение области исследования. 10
ha чертеже показан вакуумный криостат, общий вид.
Вакуумный криостат состоит и корпуса 1, в который помещается емкость 2.
Между корпусом и емкостью имеется вакуммная рубашка 3, которая откачивается через патрубок 4. Криостат снабжен крышкой 5, которая прижимается к корпусу через вакуумную прокладку 6.
kla крышке размещен вакуумный разъем 7, 20 к ней также приварены патрубок 8 для откачки паров азота из емкости и патрубок 9 для заливки жидкого азота в емкость, который снабжен вакуумной пробкой (гайкой ) 10. Емкость имеет ,холодопровод 11, на нижнем конце которого крепится держатель образца 12.
На холодопроводе вблизи держателя образца закреплен тепловой мост 13, изготовленный из материала с теплопро- З0 водностью 0,1-0.,3 Вт/мК.
Способ осуще твляют следующим образом.
Криостат откачивают через патрубок 4 до давления в вакуумной рубашке около 1,3 10 Па. В емкость 2 через патрубок 9 заливают жидкий азот, после чего патрубок вакуумно плотно закрывают гайкой 10, Примерно через
5 мин температура образца понижается 40 до 88-95 К (без теплового моста достигла бы 77 К), после чего откачивают форвакуумным насосом пары азота из емкости через патрубок 8. В процессе откачки паров азота температура образ-45 ца понижается и дости1 ает минимальной (75-80 I<). В это же время температура жидкого азота в емкости также понижается до температуры ниже 63 K (переход азота в твердое состояние), gp
Откачку паров азота производят в течение всего времени измерений, при этом температура твердого азота (кристалла) достигает 55-57 К-. В нижней части холодопровода закреплен тепловой мост, обеспечивающий подвод тепла, за счет которого à";îò испаряется и образуется область разреженных паров, Образование такой области приводит к резкому уменьшению интенсивности охлаждения образца, а дополнительный подвод тепла по тепловому мосту. приводит к отогреву образца,. во время. которого производят измерение параметров образца ° Установлено, что наиболее оптимальный диапазон скорости отогрева образца 1-6 град/мин реализуется при выполнении соотношения
S(d „— d, )/k = (5,1-7,5)10 "Вт/К где Ь вЂ” длина холодопровода;
d — наружный диаметр; а — внутренний диаметр холодо2 провода.
Тепловой мост, изготовленный из фторопласта позволяет регулировать скорость отогрева путем перемещения
его по холодопров оду, Изобретение позволяет проводить исследования температурных зависимостей физических параметров материалов в динамическом режиме в диапазоне температур 80-300 К. Конструкция криостата позволяет помещать его между полюсами магнита, окнами оптического прибора и проводить исследования магнитных, оптических и электрических параметров материалов в указанном диапазоне температур. формула и э о б р е т е н и я
1 . Способ исследования физических свойств материалов в области промежуточных температур в динамическом режиме путем охлаждения образца до температуры кипения охлаждающей жидкости и последующего отогрева, во время которого производят измерение параметров образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения процесса измерений и расширения облас ти исследования, после охлаждения образца производят откачку паров охлаждающей жидкости до ее перехода в твердое состояние — образования кристалла и области разреженных паров под ним и продолжают ее в процессе измерения, одновременно осуществляя дополнительный подвод тепла к области разреженных паров.
2, Вакуумный криостат для исследования физических свойств материалов в области промежуточных температур в динамическом режиме, содержащий корпус, емкость с патрубком для заливки охлаждающей клдкости и холо1361478
p(d -d )/1 = (5,1-7,5)10,Бт/К
cmann
Составитель С. Беловодченко
Техред А. Кравчук Корректор М. немчик
Редактор О,Юрковецкая
Тираж 776 Подписное
В 1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушскйя наб., д,4/5
Заказ 6220/45 о
Произвопственно-полиграфическое предприятие, r.Ужгород, ул,Проектная,4 допровод, диаметр которого меньше дирметра емкости, о т л и ч а ю щ и и с я тем, ч о емкость снабжена дополнительным патрубком для откачки па5 ров охлаждающей жидкости, а холодопро" вод выполнен в виде полого цилиндра, причем коэффициент теплопроводности материала, из которого выполнен хололопоовод, его длина, наружный и внут- ð ренний диаметры выбраны в соответствии с соотношением где L — длина холодопровода;
d., — наружный диаметр, а1 — внутренний диаметр;
1 — коэффициент теплопроводности. а между холодопроводом и корпусом криостата установлен тепловой мост,изготовленный из материала с теплопроводностью 0,1-0,3 Вт/мК.
