Устройство для измерения теплопроводности твердых образцов в области низких температур

Устройство для измерения теплопроводности твердых образцов в области низких температур

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ОБРАЗЦОВ В ОБДАСТИ .НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР по авт.св. № 890192, отличающееся тем, что, с целью измеренияв условиях одноосного сжатия , оно снабжено приспособлением, укрепленным посредством переходника в держателе образца и содержащим расположенные по одной оси с образцом круглую гайку, цилиндр, пружину , тонкостенную трубку, катушку, шайбу и направляющие стойки, причем круглая гайка посредством резьбового соединения связана с цилиндром, взаимодействующим с пружиной, размещенной на тонкостенной трубке до установленного на ней опорного кольца , упирающейся в торцовую поверхность контактирующей с образцом катушки, остов которой с намотанным на нем нагревателем ;расположек „ внутри тонкостенной трубки, а шайба, на которой установлен образец и которая укреплена на переходнике, и-круглая гайка соединены между собой равномерно распределенными направляющими стойками.

00О3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

МЮ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 890192 (21) 3727962/24-25 (22) 13.04.84 (46) 30.09.85. Бюл. Р 36 (72) Э.E.Àíäåðñ и И.В.Волчок (71) Физико-технический институт низких температур АН УССР (53) 536.6(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 890192, кл. G 01 N 25/18, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ

ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ОБРАЗЦОВ

В ОБЛАСТИ .НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР по авт.св. У 890192, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью измерения- в условиях одноосного сжатия, оно снабжено приспособлением, укрепленным посредством переходника в держателе образца и содержащим

ÄÄSUÄÄ 1182363 A расположенные по одной оси с образцом круглую &айку, цилиндр, пружину, тонкостенную трубку, катушку, шайбу и направляющие стойки, причем круглая гайка посредством резьбового соединения связана с цилиндром, взаимодействующим с пружиной, размещенной на тонкостенной трубке до установленного на ней опорного коль» ца, упирающеися в торцовую поверхность контактирующей с образцом катушки, остов которой с намотанным на нем нагревателем;расположен( внутри тонкостенной трубки, а шайба, на которой установлен образец и которая укреплена на переходнике, и-круглая гайка соединены между собой равномерно распределенными направляющими стойками.

1182363

15

25

40

Изобретение относится к исследованиям физических свойств материалов, в.частности .к исследованиям или анализу материалов с помощью тепловых. средств.

По основному авт.св. Р 890192 известно устройство для измерения теплопроводности твердых образцов.в области низких температур, содержащее соосно расположенные вакуумированный стакан, хладопровод, держатель образца, шайбу теплосопротивления, установленную между дер>кателем и хладопроводом, радиационный экран, припаянный к держателю образца, и узел, состоящий из закрепленного на хладопроводе хвостовика и цилиндрического штифта с эксцентриком.

Однако известное устройство не позволяет проводить измерение теплопроводности твердых образцов под . давлением.

Целью изобретения является из мерение теплопроводности в усло иях одноосного сжатия.

На чертеже схематически показана конструкция предлагаемого устройства

Устройство для измерения теплопроводности твердых образцов в условиях одноосного сжатия снабжено приспособлением, в котором исследуемый образец 1 расположен между шайбой 2 и катушкой 3. Шайба 2 посредством резьбового соединения укреплена на переходнике 4, который установлен на держателе 5 образца. Остов катушки

3 с намотанным на нем нагревателем с образца расположен внутри тонкостенI ной трубки 6 с зазором относительно ее боковой поверхности. Верхний: конец тонкостенной трубки 6 опирается на торцовую поверхность катушки 3, а некиий введен в центральное отверстие цилиндра 7. На нижней части трубки 6 до ее опорного кольца 8 свободно навита пружина 9, взаимодействующая с цилиндром 7. Послед-. ний посредством резьбового соединения связан с круглой гайкой 10.

Для обеспечения соосности всех элементов устройства и достаточно надежной устойчивости системы шайба

2 и гайка 10 соединены между собой тремя равномерно распределенными по окружности направляющими стойками

11, укрепленными опорными кольцами

8 и 12. Шайба 2 и катушка 3 выполнены из материалов с высоким коэффициентом теплопроводности, например латуни, меди. Трубка 6, опорные кольца 8 и 12 и направляющие стойки 11 выполнены из материала с низкой теплопроводностью, например нержавеющей стали, с целью обеспечения минимальных утечек тепла.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый образец 1 устанавливается между шайбой 2 катушкой 3 и поджимается пружиной 9 путем перемещения цилиндра 7 по резьбе круглой гайки 10. Пружина 9 предварительно тарирована с использованием прибора

МИП-100-2. Усадка пружины 9, задаваемая величиной хода цилиндра 7, определяет усилие, которое передается на образец 1 через катушку 3, введенную в трубку 6. При этом второй конец трубки 6 свободно перемещается в центральном отверстии цилиндра 7.

Приспособление с установленным в нем образцом 1, находящимся под давлением заданной величины, посредством переходника 4 крепится к держателю 5 образца и устанавливается в вакуумный стакан, который, в свою очередь, помещается в жидкий хладагент, например, гелий, водород, азот.

Измерение коэффициента теплопроводности образца в условиях одноосного сжатия проводят методом стационарного теплового потока.

Перепад температуры по образцу создается нагревателем,- расположенным на остове катушки 3.

Измерения проводятся в вакууме 10 торр.

Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению в известным является возможность исследования твердых образцов в условиях одноосного сжатия и в широком интервале температур 2-300 К. Варьирование размеров пружины позволяет использовать широкий рабочий диапазон прикладываемых нагрузок к образцу. Большое теплосопротивление трубки 6, являющейся одновременно дополнительным экраном нагревателя, и ее малая контактная площадь с катушкой 3, а значит и с образцом 1 обеспечивают минимальную погрешность в измерении теплопроводности (3-5X) в интервале температур 2-300 К при передаче давления на образец. Кроме того, рас1182363 положение катушки с нагревателем оеразца внутри тонкостенной трубки не лимитирует длину измеряемого образца, которая в известном устройстве ограничивается размерами нагреватЕля.