Подложка к оптическому дилатометру для измерения анизотропии термического расширения, определения термического коэффициента линейного расширения металлических фольг и малоупругих пленок

Изобретение относится к области приборостроения. В оптическом дилатометре устанавливается в зоне измерений специальная подложка - контрольный образец из материала со стабильным во времени коэффициентом термического расширения, в котором имеются продольный и поперечный каналы для помещения в них нескольких образцов из фольг. Технический результат - повышение точности и надежности измерений. 1 ил.

 

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для исследования температурного линейного расширения металлических фольг и малоупругих неметаллических пленок.

Известны кварцевые дилатометры [1], в которых удлинение исследуемого образца, помещенного в нагревательное устройство, при изменении температуры передается на измерительное устройство толкателем. Имеется ряд дилатометров, в которых измерение термического расширения осуществляется бесконтактным методом, где к образцам предъявляются особые требования (отсутствие деформации его формы - изгиб и кручение). Такие требования выполнить при исследовании металлических фольг и пленок на вышеотмеченных дилатометрах невозможно.

Потребность в данных по термическому расширению таких материалов и их композиций сейчас особенно актуальна для электронной и электротехнической промышленностей, где надежность электроконтактных групп, определяемая, в частности, и термическим расширением, обеспечивает реализацию запроектированного ресурса изделия. В некоторых работах есть технические решения [2], наиболее близкие к предлагаемому (образцы из фольг и пленок, могут быть расположены на кварцевой подложке), однако такое расположение их не исключает особенностей, отмеченных выше у образцов из фолы и пленок (коробление, кручение и т.д.).

Технический результат изобретения заключается в том, что в изобретении исключаются отмеченные выше особенности данного класса образцов, при этом обеспечивается высокое качество измерения термического линейного расширения образцов из фольг и пленок и повышается точность и надежность результатов измерений анизотропии термического расширения и определения температурного коэффициента линейного расширения (ТКРЛ) образцов из фольг и пленок.

Указанный результат достигается тем, что подложка к оптическому дилатометру для измерения анизотропии термического расширения, определения термического коэффициента линейного расширения металлических фольг и малоупругих пленок, имеет продольный и поперечный каналы для помещения в них нескольких образцов из фольг или пленок, что исключает эффект поперечной деформации образцов и позволяет одновременно измерять их термическое расширение, одновременно подложка является контрольным размером.

На чертеже изображена подложка - контрольный образец с измеряемыми образцами из фольги.

В оптическом дилатометре в зоне измерений устанавливается указанная подложка - контрольный образец из материала со стабильным во времени коэффициентом термического расширения, в котором имеется продольный и поперечный каналы для помещения в них нескольких образцов из фольг или пленок.

Продольный канал в подложке обеспечивает измерение термического расширения фольг в плоскости, а поперечный канал - в перпендикулярном направлении к плоскости (по толщине фольги или пленки), что позволяет контролировать анизотропию термического расширения. Измерение термического расширения исследуемых образцов производится путем регистрации координат концов образца (х1, х2) и координат плоскости фольги (х3, х4) с помощью компаратора при заданной температуре. Линейные размеры образцов и толщины фольги (пленки) определяется как разность координат. По данным измерения линейных размеров образца и его толщины при заданных температурах строится график, при этом тангенс угла наклона кривой термического расширения является ТКРЛ.

Литература

1. Солодухин А.В. Образцовый низкотемпературный кварцевый дилатометр. - Измерительная техника, 1975, №2, с.69-71.

2. Новикова С.И. Тепловое расширение твердых тел, 1974 г.

Подложка к оптическому дилатометру для измерения анизотропии термического расширения, определения термического коэффициента линейного расширения металлических фольг и малоупругих пленок, отличающаяся тем, что для повышения точности и надежности результатов измерений подложка имеет продольный и поперечный каналы для помещения в них нескольких образцов из фольг или пленок, что исключает эффект поперечной деформации образцов и позволяет одновременно измерять их термическое расширение, одновременно подложка является контрольным размером.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к микроскопу с термолинзой. .

Изобретение относится к области исследования физических свойств материалов. .

Изобретение относится к анализатору для простого анализа и исследования малых количеств образцов. .

Изобретение относится к технике определения физико-механических свойств угольных продуктов и может быть использовано при испытании материалов футеровки алюминиевых электролизеров в условиях электролиза.

Изобретение относится к области испытательной техники и может использоваться для определения температурного коэффициента линейного расширения композиционного материала.

Изобретение относится к физике твердого тела и может быть использовано для определения достоверных значений температурного коэффициента линейной деформации (ТКЛД) металлов, сплавов и других материалов в пределах от абсолютного нуля до максимальной температуры, при которой данный материал сохраняет упругие свойства.

Изобретение относится к физике твердого тела и может быть использовано для определения достоверных значений ТКЛД металлов при нормальных условиях. .

Изобретение относится к области неразрушающего контроля

Изобретение относится к тепловым испытаниям материалов, а именно к способам определения коэффициента термического расширения пленочных образцов

Изобретение относится к области теплофизики и может быть использовано при определении коэффициента термического расширения твердых тел

Изобретение относится к области исследования свойств жидкости и может найти применение в нефтегазовой, химической промышленности и др. Для определения коэффициента объемного теплового расширения жидкости в ячейку калориметра помещают образец исследуемой жидкости и осуществляют ступенчатое повышение давления в ячейке с образцом исследуемой жидкости. После каждого повышения давления измеряют тепловой поток в ячейку и объем исследуемой жидкости и на основании результатов измерения теплового потока с учетом предварительно определенного эффективного объема ячейки определяют коэффициент объемного теплового расширения исследуемой жидкости. Технический результат - повышение точности определения коэффициента теплового объемного расширения жидкости. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных перемещений образца под воздействием температуры из различных материалов и для определения содержания углерода в углеродистых сталях. Дилатометр содержит измерительный узел и нагревательную печь, подключенную к блоку регистрации температуры и блоку управления температурой. Измерительный узел и нагревательная печь установлены горизонтально. Измерительный узел включает индикаторную головку с неподвижной и подвижной осями, соединенный с ее подвижной осью толкатель, выполненный в виде монолитного цилиндра из кварца с диаметром, равным внутреннему диаметру кварцевой пробирки, и с плоской нижней торцевой поверхностью, контактирующей с образцом, кварцевую пробирку для исследуемого образца, установленную в нагревательную печь. В кварцевой пробирке размещен кварцевый упор с диаметром, равным внутреннему диаметру кварцевой пробирки, контактирующий с образцом. Индикаторная головка и кварцевая пробирка соединены переходником, выполненным в виде полового цилиндра. На торце переходника со стороны крепления кварцевой пробирки установлен ограничитель, выполненный в виде кольца. Переходник установлен с возможностью перемещения вдоль оси кварцевой пробирки и образования зазора между нагревательной печью и ограничителем переходника. Технический результат - повышение точности определения температурного коэффициента линейного расширения образцов, изготовленных из различных материалов, и расширение функциональных возможностей устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области исследования физических свойств материалов и может быть использовано преимущественно в дилатометрии, например, для измерения коэффициента линейного расширения. Заявленный способ дилатометрии включает снятие спекл-интерферограммы поля нормальных перемещений с передней поверхности тела с отображением на экране монитора ЭВМ и определение по ней величины перемещения. При этом часть отражающих элементов спекл-интерферометра располагают за обследуемым телом, освещая и отображая невидимые спереди участки его поверхности, а зарегистрированные от них спекл-интерферограммы размещают в выделенных для них частях экрана монитора ЭВМ, не пересекающихся с отображением спекл-интерферограммы передней поверхности тела. Вычисляют разностную спекл-интерферограмму перемещений поверхностей по отношению к их исходному состоянию и определяют по ней изменение расстояния между любыми двумя точками поверхности тела. Технический результат - повышение информативности и достоверности получаемых данных за счет обеспечения возможности одновременного определения смещения нескольких поверхностей образца. 4 ил.

Изобретение относится к способу и устройству определении давления распирания угля или угольной смеси путем лабораторного исследования. Осуществляют нагревание образца в виде угля или угольной смеси в перфорированной гильзе, находящейся внутри тигля. Между наружной поверхностью гильзы и внутренней поверхностью тигля размещают гранулированный инертный материал в виде гранул коксового шлака или антрацита с размером гранул, превышающим диаметр отверстий в гильзе. Тигель располагают в электрической печи и нагревают по окружности со скоростью 3 К/мин от температуры окружающей среды до конечной температуры пластичности угля. Температуру измеряют с помощью устройства для измерения температуры, расположенного на стенке гильзы, а поршень, расположенный на образце сверху, передает силу давления распирания образца системе измерения силы, и на основе измеренной силы определяется давление распирания. Устройство состоит из электрической печи 1, внутри которой расположен тигель 2. Внутри тигля находится перфорированная гильза 3 с защищенным устройством для измерения температуры 5, располагающимся на ее поверхности. Угольный образец 4 помещен в гильзу и прижат поршнем 6, расположенным на поверхности образца и связанным с системой измерения силы 7, а система управления 8 выполнена с возможностью осуществления управления нагреванием и измерения давления. Технический результат – надежное определение значения давления распирания угля или угольной смеси путем моделирования такого поведения угля, которое наблюдается в промышленном процессе в коксовальной камере. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области исследования механических и тепловых свойств материалов. Способ определения температурного коэффициента линейного расширения материала предусматривает перемещение относительно друг друга образца исследуемого материала и источника нагрева поверхности образца. В процессе перемещения осуществляют нагрев поверхности образца с периодическим изменением плотности мощности нагрева и измеряют амплитуду деформации поверхности образца материала в результате нагрева. По результатам измерений с учетом плотности и объемной теплоемкости образца рассчитывают значение температурного коэффициента линейного расширения. Устройство для осуществления способа содержит платформу для размещения образца, источник нагрева, выполненный с возможностью изменения плотности мощности нагрева, по меньшей мере один датчик амплитуды деформации поверхности образца и систему взаимного перемещения образца, источника нагрева и датчиков амплитуды деформации поверхности. Технический результат – повышение точности и производительности определения температурного коэффициента линейного расширения неоднородных материалов при нестационарном нагреве поверхности их образцов с одновременным получением данных об упругих и тепловых свойствах образцов в рамках того же измерения. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью теплофизических измерений, а именно к устройствам для измерения температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР). Дилатометр содержит камеру нагрева со съемной трубкой, в которой горизонтально установлены исследуемый образец и толкатели, плотно контактирующие с противоположными торцами образца, измерительные зеркала, закрепленные на концах толкателей и расположенные вне камеры нагрева, лазер и оптическую систему измерения удлинения образца. Толкатели и образец установлены каждый на двух симметричных опорах, расположенных от их центра на расстоянии 0,277 длины каждого из них. Для создания постоянного по величине и симметричного поджима толкателей к исследуемому образцу используется система поджима. В оптической системе для измерения удлинения образца использован четырехходовой интерферометр, включающий поляризованный светоделитель, делящий луч лазера на рабочий и опорный лучи, четвертьволновую и поляризационную пластины, два поворотных зеркала, два ретроотражателя, четыре обводных зеркала для рабочего луча и фотоприемник. Электрические сигналы от фотоприемника и термопары, регистрирующей температуру нагрева образца, передаются на ПЭВМ, где ведется их синхронная запись. Предварительно производится калибровка дилатометра с образцом из эталонного материала с известными характеристиками изменения ТКЛР в требуемом диапазоне температур. Для этого определяют удлинение толкателей путем вычитания расчетного удлинения эталонного образца из измеренного общего удлинения системы «эталонный образец - толкатели». Заменяют эталонный образец на исследуемый. При нагреве последнего по той же программе, что и для эталонного образца, определяют его удлинение путем вычитания из общего измеренного удлинения системы «исследуемый образец - толкатели» ранее полученного удлинения толкателей. По полученным данным определяют величину среднего интегрального ТКЛР. Технический результат - повышение точности измерения удлинения образца при определении ТКЛР исследуемого материала. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области исследования свойств и контроля качества полимеров в отраслях промышленности, производящих и использующих полимерные материалы, в частности для определения границ фазовых и релаксационных переходов в полимерных материалах. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что исследуемый образец помещают между двумя электродами конденсатора, нагревают исследуемый образец с постоянной скоростью контактным способом, измеряют температуру и диэлектрические параметры исследуемого образца. На исследуемый образец периодически воздействуют проникающим высокочастотным электрическим полем при отключенном нагреве и одновременно регистрируют изменяющийся анодный ток работы высокочастотного оборудования, а также непрерывно фиксируют линейное тепловое расширение исследуемого образца. По полученным данным устанавливают зависимость анодного тока от температуры и зависимость линейного теплового расширения исследуемого образца от температуры и по их экстремумам определяют границы фазовых и релаксационных переходов. Причем периодическое воздействие на исследуемый образец высокочастотным электрическим полем производят кратковременно (1 секунда) после каждого повышения температуры исследуемого образца на 5°C. Технический результат – повышение точности и достоверности определения фазовых и релаксационных переходов в полимерных материалах. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области приборостроения

Наверх