Криостат для рентгенографии материалов

 

Ъ.

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

362232

Союз Советских

Социалистических

Респтблнк

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. G 01п 23, 02 !

Заявлено 25. IX.1969 (№ 1362975!25-28) с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет ло делам изобретений н открытий лрн Свввте Министров

СССР

Опубликовано 13.Xll.1972. Бюллетень № 2 за 1973

Дата опубликования описания 6.11.1973

УДК 620.179.152+539.26 (088.8) Авторы изобретения

А. А. Бойко, В. В. Зубенко, Н. И. Комяк, Л. И. Маркина, Ю, Г. Мясников, В. Н. Самородиицкий, Н. С. Снетков, М. Б. Соловейчик, М. М. Уманский и Ю. Н. Финкельштейн

Заявитель

КРИОСТАТ ДЛЯ РЕНТГЕНОГРАФИИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к приборам для рентгенографического исследования и контроля материалов и может быть применено в качестве низкотемпературной приставки к дифрактометру общего назначения.

Известен криостат для рентгенографии материалов, содержащий корпус с металлическим сосудом для хладагента, держатель исследуемого образца и трубку для подвода паров хладагента к держателю и нагреватель, расположенный на пути паров хладагента.

Образец находится на теплоизолирующей подкладке, и вращение его не предусмотрено.

Криостат имеет тепловую защиту из материала, плохо проводящего тепло (пенопласт), с прорезью в нем для прохода рентгеновского излучения. Прорезь заклеена пленкой, слабо поглощающей рентгеновское излучение. Несколько рядов пленки образуют газовые камеры, обеспечивающие тепловую защиту образца со стороны прорези.

В известном криостате для разъединения в тепловом отношении сосуда для хладагента и держателя образца трубка должна быть выполнена из материала с малым коэффициентом теплопроводности, иметь малое поперечное сечение и достаточно большую длину.

А это ведет к тому, что образец, расположенный на конце трубки, не может быть достаточно быстро охлажден до выбранной низкой температуры, а предельно низкая температура (температура кипения жидкого хладагснта) недостижима из-за большого пути холодного

S газа вдоль канала с малой теплопроводностью.

Кроме того в известном криостате образец закреплен механически на длинной трубке, что не обеспечивает достаточной жесткости

10 конструкции, а разность коэффициентов термического расширения материалов конструкции прибора и температурные напряжения

его деталей ведут к изменению положения рабочей плоскости образца, что, в свою очередь, 15 требует подыостировки прибора при переходе, с одного температурного режима на другой и, в конечном счете, исключает прецизионность прибора. Система крепления образца не позволяет обеспечить вращение его в собствен20 ной плоскости при низких температурах.

С целью расширения интервала рабочих температур в сторону температуры кипения хладагента, упрощения эксплуатации и обеспечения прецизионности во всем интервале

25 рабочих температур в предложенном криостате нагреватель расположен внутри трубки, которая выполнена из материала с высокой теплопроводностью и теплоизолпрована от нагревателя. Криостат снабжен осью, с которой

30 связан держатель исследуемого образца, и !

362232

Предмет изобретения

1. Криостат для рентгенографии материалов, содержащий корпус с сосудом для хладагента, держатель исследуемого образца, трубку для подвода паров хладагента к держателю и нагреватель, расположенный на пути паров хладагента, отличающийся тем, что, с целью расширения интервала рабочих температур в сторону температуры кипения хладагента, нагреватель расположен внутри трубки, которая выполнена из материала с высокой теплопроводностью и теплоизо IHpoBBHB QT нагревателя.

2. Криостат по и. 1, отличаюшийся тем, что он снабжен осью, с которой связан держатель исследуемого образца, и приводом вращения оси.

3. Криостат по пп. и 2, отличающийся тем, что ось включает отрезок из материала с низкой теплопроводностью и торец ее подпружинен.

4. Криостат по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что он снабжен нагревателем уплотнения оси.

5. Криостат по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что внутри сосуда для хладагента установлена заливаемая хладагентом металлическая емкость, служащая для изоляции внутреннего объема криостата от атмосферы.

6. Криостат по пп. 1 — 5, от гичающийся тем, что внутри сосуда размещен подогреватель.

Тираж 404 Подписное

ЦНИИПИ Заказ 226/1 Изд. № 1001

Типография, пр. Сапунова, 2 приводом вращения оси. Кроме того, ось включает отрезок из материала с низкой теплопроводностью, и торец ее подпружинен.

Криостат также снабжен нагревателем уплотнения оси, а внутри сосуда для хладагента установлена заливаемая хладагентом металлическая емкость, служащая для изоляции внутреннего объема криостата от атмосферы.

Кроме того, внутри сосуда может быть размещен подогреватель. 1О

На чертеже показан предложенный криостат в разрезе.

На основании 1 для установки криостата на гониометр расположен корпус 2 с сосудом

3 для хладагента. В сосуде для хладагента по- 15 мещен подогреватель 4, трубка для заливки хладагента б, металлическая емкость б, служащая для изоляции внутреннего объема криостата от атмосферы, и змеевик-охладитель 7. Змеевик-охладитель соединен с трубкой 8, выполненной из материала с высокой теплопроводностью и прикрепленной ко дну сосуда 3. Внутри трубки расположен нагреватель 9, который теплоизолирован от нее.

Держатель 10 образца, выполненный из материала с высокой теплопроводностью, IIoмещен на оси ll, имеющей возможность вращения от внешнего привода 12.

Для уменьшения подвода тепла к образцу ось выполнена составной, включающей в своей средней части отрезок из материала с низкой теплопроводностью.

Торец оси, находящийся в зоне комнатных температур, поджат пружиной 18 и шариком подпятника 14, 35

На оси 11 установлено уплотнение 15, исключающее попадание атмосферного воздуха внутрь прибора с подогревом его (для исключения обмерзания) от отдельного нагревателя !б.

Перед отверстиями, сквозь которые пары хладагента выводятся в атмосферу, установлен нагреватель 17.

При заливке хладагента (жидкого азота) первая его порция, попадая в емкость б, отсе- 45 кает внутренний объем криостата от атмосферы, а бурное кипение этой порции хладагента создает повышенное давление внутри сосуда для хладагента.

Пары хладагента поступают через змеевикохладитель 7 в тру.бку 8 и, получая с помощью нагревателя 9 требуемую температуру, поступают к образцу, Скорость испаоения хладагента, а следовательно, и объем его паров, поступающих к образцу, может регулироваться с помощью подогревателя 4. Отработанные пары выводятся через систему газоотводных каналов и в месте выхода в атмосферу для исключения обмерзания подогреваются до комнатной температуры нагревателем 17.

Компенсация температурного удлинения оси осуществляется за счет поджатия ее торца пружиной 18.