Патент ссср 291139

Патент ссср 291139

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Са!оз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства М

I ,ч1П1х С 01п 27/00 !

Заявлено 16.1.1968 {ЛЬ 1211622/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет па долм изобретений и открытий при Ссооте Министров

СССР х ДК 66.0-11,62(0SS S) О!!у!!г!!!кона!!о 06.1.1971. Е ю, i, стен!,, 3, l

Авторы изобретения

В. В. Гусаров, А. А. Каплан, А. H Лукьянов, А. П. Мальков, В. К. Мальцев, М. В. Мельников, Э. М. Райбман, В. А. Столяров и А. Ф. Толмачев

Заявитель Научно-исследовательский и конструкторский институт испытательных машин, приборов и средств измерения масс

УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИСПАРЕНИЯ

МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ В ВАКУУМЕ

Изобретение относится к устройствам для исследования свойств металлов и сплавов, в частности, для определения физико-химических констант проводящих материалов, например скорости испарения (при различных теипературах), теплоты испаре !ия, а также ,для термогравиметрического анализа.

Известны установки для исследования процесса испарения материалов при высоких тем,пературах в вакууме, состоящие из вакуумной камеры с системой регулирования и контроля остаточной атмосферы, весоизмерительной системы, средств нагрева образца методом пролускания электрического тока, устройства его нагружения и,вакуумных агрегатов.

Известны также использование средств нагрева образца электроннолучевым методом, а также устройства для ориентации и снят;!и заряда с исследуемого объекта в виде токопроводящих связей.

Резульгаты проводимых на этих установках экспериментов на одних и тех же материалах ,в ряде случаев весьма существенно отличаются друг от друга в результате различия образцов материала, влияния остаточной атмосферы и способа нагрева, различия метрологических характеристик весоизмерительных устройств.

В большинстве известных установок ис.Io:Iüçóåòñÿ радиационный нагрев с помощью нагрев",Tåëåé, расголоженных вокруг образца.

При этом испаряется материал самих нагревателей, температура которых выше температуры образца, пары оседают на образце,и затс.i вновь испаряются с его поверхности.

Установк:I с индукционным нагревом, например фирмы «Сарториус» (ФРГ), не позволяют проводить длительные испытания в изотермпческих условиях, Использование в этих установка; наро-масляных насосов с предель-!!!-:;l раз ежением 1 ° 10 " !ьтт рт. ct. исключает исследование материалов, склонных к окислсш." и карои изации, а отсутствие систем о !троля и поддержания заданной атмосферы нс позволяет получить полного представления о зависи !осп. процесса испарения от состава соотношения компонентов остаточной атi

Предлагаемая установка позволяет провод.!ть исследования процесса испарения при дз х пр!н!цппиазьно различных методах нагрева в идентичных условиях атмосферного влияния и взвешивания. Пропусканпе электрического тока чсрез образец и электроннолучевой нагрев дают возможность проводить эксперименты при температурах до 3000 С и выше при pÿçðñæåíèè нс хуже 1 ° 10-о лтл рт. ст.

291139

3

Вакуумная камера установки снабжена изолированными токовводами для нагрева образца электрическим токо;I и э".eêòðî IíI;Iìk( пушками для нагрева методом электро||ной бомбардировки, а также системой "а-ружеHHH образца .при нагреве его методом пропус" кания тока. Внутри камеры расположена ci(стел(а мишеней для поочередного их напыления с целью изучения кинетики испарения, а весоизмерительпая система содержит устройство ориентации образца (экрана), одновре менно обеспечива ощее снятие заряда с ооразца при электроннолучевом нагреве.

Наряду с высоковакуумными агрегатамп вакуумная камера снабжена устроиствами для дозированного ввода газов (цапример, кислорода) и контроля атмосферы.

Такое конструктивное решение элементов установки позволят проводить эксперименты при двух методах нагрева, используя одно весоизмерительное устройство и одну вакуумную систему. С другой стороны, такое .решение дает возможность изучить влияние, перечисленных методов нагрева на процесс испарения ма1ериалов при высоких температурах как в свободном. так и в напряженном состоянии в остаточной атмосфере известного состава. Все вместе взятое ооеспечивает повышенную чистоту и точность экспериментов.

На чертеже изображеча схема,предлагаемой устанозки.

В верхнем отсеке 1 раоочей камеры установки расположены аналитические весы 2, нижний отсек 8 предназначен для нагрева образцов. Отсеки соединены узким патрубком 4, через который проходит металлический участок 5 подвески весов. В нижнем отсеке имеются захваты б и вводы 7 для нагрева образца 8 пропусканием электрического тока, а также фланцы для крепления диаметрально расположенных элект(ронных пушек 9. В первом случае объектом взвешивания является экран 10, висящий на подвеске в непосредственной близости от образца 8; в случае электронной бомбардировки регистрируется вес непосредственно образца 11.

У задней стенки нижнего отсека (за образцами) помещен поворотный сектор 12 с мишенями 18, закрытыми защитньп| экраном с вырезом в средней части (на чертеже не показан). Вырез обеспечивает оптическую видимость образца и одной мишени. Ширина его равна ширине одной мишени. Ось 14 сектора

12 .выведена через, крышку камеры посредством магнитной муфты на лицевую плоскость.

Один из захватов б образца 8 выполнен подвижным. Растягивающее усилие, создаваемое грузом 15, постпредством гибкой связи 1б и сильфонного ввода 17 передается на образец, обеспечивая его напряженное состояние.

Для снятия с образца при электроннолучевом нагреве, а также для фиксирования положе:(ия образца или э(рана в случае нагреза пропусканием электрического тока подвеска,весов выполнена в виде последовательно

55 ф соединенных стержней 20 из изолятора, наi. oI ìeð фарфора, и проводника 5 (ттгOII;IBBкого металла, например, вольфрама), к которому прикреплечы концы трех токопроводящкх нитей-связей 21. Их вторые концы соединены с заземленным корпусом вакуумной камеры. Нити р"ñïî,ëîæåíû под углом 120 друг к,:.,ругу нормально к подвеске, что не снижает чувствительности весоизмерительной систеqII

Рабо |ая камера выполнена из неряавеющей стали Х18Н10Т, для передачи, вращения сл пкат магнитные муфты, а разъемные соеди Iei:ия имеют металлические уплотнения.

Откачная система cocTOk(T из стандартного агрегата ЦВН-1-2 и стандартного электроразрядпого агрегата ЗРА-300-2 с предельным

DH313eæeíèeû 1 10 9 лл4 рт. ст. Для дозировки состава остаточной атмосферы ппедназначе;(ы высоковакууз(ные конструкции НИИВТ для контроля и регистрации атмосферы— анализаторы НСХ-ЗМ.

Одним из двух устройств нагрева температура образца доводится до заданной, при которой начинается его испарение.

В случае пропускания тока испарившийся материал конденсируется на экране, расположенном над образцом. По размерам образца, "-крана и,расстоянию между ними подсчитыьakor полное изменение веса образца. Равномерное распределение нагрева по длине достигается с помощью краевых втулок для дополнительного аккумулирования тепла на краях рабочей зоны с целью компенсации потерь через захваты.

При электроннолучевом нагреве регистрируется истинное изменение веса образца, закрепленного на подвеске весов. Равномер|;ость нагрева по дл1(не обеспечивается вертикальной разверткой электронных пучков по специальной программе с помощью катушек отклоняю:цей системы 18. Для фокусировки пучка до размеров, не .превышающих размеров образца, служит фокусирующая катушка

19. Заземление образца, необходимое при нагреве, осуществляется нитями-связями, которые одновременно удерживают подвеску в старого вертикальном .положении и предотвращают ее колебания.

В .процессе эксперимента через определенные промежутки времени поворачивают сектор с мишенями, и очередная мишень занимаег полояение в вырезе. Таким образом происходит периодическое напыление мишеней.

По окончании эксперимента анализируют состав конденсата для изу(ения кинетики испаоепия.

Предмет изоб ретения

1. Установка для исследования процесса испарения материалов .при высоких температу,рах в вакууме, состоящая из вакуумной камеры с системой регулирования и контроля остаточной атмосферы, весоизмерительной си291139

Составитель Т. Родителева

Редактор Б. Федотов

Техред А. A. Камышникова Корректор Л. А. Uàðüêîâ.i

Изд. ¹ 143 Заказ 265/8 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я(-35, Раушская наб. д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2 темы, средств нагрева образца электронноучевым методом, устройства ориентации и нятия заряда со взвешиваемого образца в иде токопр оводящих связей, отличающаяся ем, что, с целью изучения кинематики испаения сплавов, рабочая камера содержит припособление для конденсации .испарившегося гатериала в заданные моменты времени, выполненное в виде поворотного сектора с укрепленными на нем мишенями, закрытыми защитными экранами с вырезом.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности плавного, изменения условий нагрева, камера оснащена токавводом для нагрева образца пропусканием электрического тока.