Способ определения анизотропии удельного электрического сопротивления металлов и ихсплавов

 

221166

ОПИСАНИ

ИЗО6РЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

Союз Соввтокиз

Социалиотическиа

Республик

-:=åñ0чепзкая л-т-, д. м

<. ч;":-. э ттвка M ЬЛ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15ЛЪ .1967 (Xo 1149256/26-10) Кл. 21е, 29/12

21е, 37/1О с присоединением заявки №

ЧПК 6 01г (i OlI

УДК 621.317.331/332 (088.8) Приоритет—

Опубликовано 01. т/11.1968. Бюллетень №

Дата опубликования описания 10.Х.1968

Комитет па делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Н. В. Зибров и В. A. Якименко

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНИЗОТРОПИИ УДЕЛЬНОГО

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И ИХ

СПЛАВОВ

Известны спосооы определения анизотропии удельного электрического сопротивления мета. плов и их сплавов путем измерения удельного электрического сопротивления на отдельных участках образца.

Предлагаемый способ обладает повышенной точностью и проще в осуществлении. Отличается он тем, что образец изготовляют в виде тонкостенного кольца прямоугольного сечения, а удельное электрическое сопротивление измеряют на участках образца, ограниченных радиальными плоскостями, совпадающими в сечении с направлениями вектора электрического тока.

Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом.

Образец 1, который в целях наглядности изображен осевой проекцией, выполнен в виде тонкостенного кольца высотой b (на чертеже высота не указана) со стенкой прямоугольного сечения. Образец вырезают из заготовки, изделия и т. д. таким образом, чтобы основанием его являлась одна из таких плоскостей, вдоль направлений которой изучается анизотропия удельного электрического сопротивления, например, плоскость прокатки. В одном месте, по радиальной плоскости, лучше всего по направлению, являющемуся осью симметрии зависимости удельного электрического сопротивления от угла в указанной плоскости, например, по направлению преимущественной ориентации, если исследуется эта зависимость в плоскости, проходящей через направление преимущественной ориентации, кольцо желательно разрезать. Однако, если требуют условия, кольцо можно и не paçрезать. Ток к нему в этом случае подводится в местах выхода из него любой диаметральной плоскости. Сущность способа при этом не изменится, если не считать, что в результате разрезания кольца напряжение I2 нем при одном и том же токе падает в четыре раза и одновременно повышается точность измерений, В местах разрезки, по обе стороны от зазора, кольцо через токовые контакты

2 и 8 включается последовательно с источником постоянного тока Е и эталонным электрическим сопротивлением Р„, образуя замкнутую раоочую цепь потенциометра. Рабочие

20 точки потенциальных контактов 4 и 5 кольца расположены на его внешней образующей поверхности между двумя близко расположенными радиальными плоскостями. Эталон включают в рабочую цепь посредством токо25 вых контактов 6 и 7. Контакты 8 и 9 являются потенциальными контактами эталона.

Контрольные падения напряжения, снимаемые с помощью потенциальных контактов кольца и эталона, измеряются на низкоомном

30 потенциометре постоянного тока.

221166

Упомянутые выше потенциальные контакты

4 и 5 кольца жестко связаны и могут перемещаться по внешней образующей поверхности параллельно его основанию, т. е. являются зондирующими. Это позволяет, если только поле вектора электрического тока, протекающего по кольцу, направлено параллельно его основанию, определить удельное электрическое сопротивление материала образца (кольца) вдоль любого направления, лежащего в плоскости основания этого образца. Для этого достаточно измерить падение напряжения на таком участке кольца, лежащем между двумя близко расположенными радиальными плоскостями последнего, чтобы поле вектора электрического тока в нем было направлено по интересующему направлению.

Таким образом, удельное электрическое сопротивление вдоль любого направления, лежащего в какой-либо определенной плоскости, может быть измерено на единственном обр азце описанной конструкции.

Когда кольцо при небольших размерах обладает малым удельным электрическим сопротивлением, контрольное падение напряжения между двумя близко расположенными радиальными его плоскостями целесообразно измерять косвенным методом, который заключается в том, что расстояние между рабо- ® чими точками потенциальных контактов по внешней образующей поверхности кольца выбирают ббльшим внешнего радиуса кольца, а один из этих контактов видоизменяют в неподвижный относительно него (второй кон35 такт остается зондирующим).

Если соблюдается условие тонкостенности кольца, т. е. r.- — r, ((r, и нестрогое условие на высоту, т. е. b==0,1 г,, где r> и r2 — соответственно внутренний и внешний радиусы, а 4О

b — высота кольца, то его эквипотенциальными поверхностями при указанном на чертеже включении кольца в цепь на некотором удалении от токовых контактов, в той его части, где протекает ток, являются его радиальные плоскости. В этом случае удельное электри4 ческое сопротивление кольца по направлению (1 + - 2 — + ", лежащему в плоскости его основания, относительно направления,,выбранного в этой же плоскости, определяется по формуле:

011+ 02

1 ЛU — +а = Д, l эт о,— о, 55

1п — мкои. см, т;

6т+ Оэ равлению

+, лежащему в плоскости его основания, относительно направления, выбранного в этой же плоскости: 65

6т+ Оэ где: р

2 2 — удельное электрическое сопротивление материала кольца по нап- бо а — угловая неопределенность в определении направления, для которого по формуле вычисляется удельное электрическое сопротивление, Теоретически — — (О, — О,) (а

1 1 — (e — О,), а практически / /((— /(О,— o.,);

:.ъ 1

01 — угол, составленный радиальной плоскостью кольца, проходящей через рабочую точку потенциального контакта 4, относительно выбранного в плоскости основания кольца направления (радиан);

02 — угол, составленный ра диальной плоскостью .кольца, проходящей через рабочую точку потенциального контакта 5, относительно выбранного в плоскости основания кольца направления (радиан);

ЛУ вЂ” падение напряжения по внешней образующей поверхности между двумя близкорасположенными плоскостями кольца, ориентированными на углы 01 и Оэ относительно выбранного в плоскости основания кольца направления, в;

U„ — падение напряжения на эталонном сопротивлении, в;

b — высота кольца, см;

r< — внутренний радиус кольца, см; — внешний радиус кольца, см;

R„— электрическое опротивление эталона, мком.

Так как зависимость удельного электрического сопротивления от угла обладает элементами симметрии, определять эту зависимость на образце в виде тонкостенного кольца для направлений, лежащих в плоскости его основания, достаточно при таких положениях потенциальных контактов кольца (если выбранным направлением отсчета углов является ось симметрии указанной зависимости), когда — — — (6, (,а — (6, (—. + —,где/— расстояние в сантиметрах по внешней образующей поверхности кольца между рабочими точками этих контактов, а остальные обозначения сохраняют прежний смысл.

Предложенный способ определения анизотропии удельного электрического сопротивления металлов и их сплавов может быть применен для оценки кристаллической текстуры изделий и в слу.чае его сочетания с рентгеновскими методами анализа текстуры может значительно снизить объем трудоемких .работ. Он может быть применен и для нахождения компонент тензора удельного электрического сопротивления монокристаллов.

Предмет изобретения

Способ определения анизотропии удельного электрического сопротивления металлов и их сплавов пу ем измерения удельного электрического сопротивления на отдельных учасгках образца, отличающийся тем, что, с целью

221166

Составитель Ю. В. Шевколович

Текред А. А. Камышникова Корректор Г. И. Плешакова редактор Ь. В. Федотов.<аказ 2846 2 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по девам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 упрощения процесса измерения и повышения его точности, образец изготовляют в виде тонкостенного кольца с прямоугольным сечением, а измерение удельного электрического сопротивленпя производят на участках образца, ограниченных радиальными плоскостями, совпадающими в сечении с направлениями вектора электрического тока.