RU2392611C1

RU2392611C1 - Method of measuring coefficient of thermal expansion of film specimens

Info

Publication number: RU2392611C1
Application number: RU2009121188/28A
Authority: RU
Inventors: Антон Алексеевич Зуев (RU); Антон Алексеевич Зуев; Владимир Сергеевич Сысоев (RU); Владимир Сергеевич Сысоев
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-06-20

Abstract

FIELD: test equipment.

SUBSTANCE: invention relates to thermal tests of materials, particularly to method of measuring coefficient of thermal expansion of film specimens. Proposed method of measuring coefficient of thermal expansion of film specimens consists in that tested specimen is arranged in the gap between tubular holder and guide element with slow thermal expansion coefficient so that one of the specimen face sides is locked in the gap between base and tubular holder, while another side moves free in heating. Here, temperature is varied to cause changing linear sizes of tested specimen that allows to define coefficient of thermal expansion of tested specimen.

EFFECT: possibility to measure coefficient of thermal expansion of film specimens.

1 dwg

Description

Изобретение относится к тепловым испытаниям материалов, а именно к способам определения коэффициента термического расширения пленочных образцов.The invention relates to thermal testing of materials, and in particular to methods for determining the coefficient of thermal expansion of film samples.

Известен способ определения коэффициента термического расширения [Аматуни А.Н. Методы и приборы для определения ТКЛР. М.: Стандарт, 1972, с.19-23], заключающийся в том, что испытуемый образец размещают на опорах основания термостата, в котором его подвергают нагреву, измеряют, используя оптические средства, изменение расстояния между базовыми рисками на образце, вызванное тепловым расширением материала, по которому и судят об искомой величине.A known method of determining the coefficient of thermal expansion [Amatuni A.N. Methods and devices for determining the TECL. M .: Standard, 1972, p.19-23], which consists in the fact that the test sample is placed on the supports of the base of the thermostat, in which it is heated, measured, using optical means, the change in the distance between the basic risks on the sample caused by thermal expansion material, which is used to judge the desired value.

Применение данного способа для измерения температурного коэффициента термического расширения пленочных материалов не представляется возможным из-за потери формоустойчивости испытуемых образцов и невозможности, в связи с этим, проведения точного измерения их линейных размеров.The use of this method for measuring the temperature coefficient of thermal expansion of film materials is not possible due to the loss of form stability of the tested samples and the impossibility, in connection with this, of the accurate measurement of their linear dimensions.

Известен способ определения термического расширения [Аматуни А.Н. Методы и приборы для определения ТКЛР. М.: Стандарт, 1972, с.84-90], состоящий в том, что испытуемый образец помещают в трубчатом держателе между основаниями толкателя и трубчатого держателя, подвергают нагреву, измеряют изменение длины испытуемого образца, вызванного тепловым воздействием, по которому и судят об искомой величине.A known method of determining thermal expansion [Amatuni A.N. Methods and devices for determining the TECL. M .: Standard, 1972, p.84-90], consisting in the fact that the test sample is placed in a tubular holder between the bases of the pusher and the tubular holder, subjected to heating, measure the change in the length of the test sample caused by thermal exposure, which is used to judge desired value.

Данный способ позволяет определять коэффициент теплового расширения на образцах из твердых материалов, но не приемлем для измерения КТР пленочных из-за невозможности сохранения формы при механическом воздействии на образец со стороны толкателя.This method allows you to determine the coefficient of thermal expansion on samples of solid materials, but is not acceptable for measuring KTP film because of the inability to maintain shape when the sample is pushed mechanically.

Наиболее близким к заявляемому является способ измерения коэффициента термического расширения [А.С. №1260797, G01N 25/16, БИ №36, 1986], состоящий в том, что испытуемый образец размещают между торцами оснований с использованием трубчатого держателя и направляющего элемента - пружины, изменяют температуру, а об искомой величине судят по изменению линейных размеров, вызванному температурными воздействиями.Closest to the claimed is a method of measuring the coefficient of thermal expansion [A.S. No. 1260797, G01N 25/16, BI No. 36, 1986], consisting in the fact that the test sample is placed between the ends of the bases using a tubular holder and a guide element - springs, the temperature is changed, and the desired value is judged by the change in linear dimensions caused by temperature effects.

Измерение коэффициента термического расширения образцов пленочных материалов данным способом не представляется возможным ввиду неспособности пленок удерживать (сохранять) заданную форму в процессе нагрева, т.е. при расширении образца пленка не в состоянии оказать достаточного усилия, необходимого для перемещения толкателя, и, следовательно, потеряет форму.It is not possible to measure the coefficient of thermal expansion of samples of film materials by this method due to the inability of the films to retain (maintain) a given shape during heating, i.e. when the sample expands, the film is not able to exert sufficient force necessary to move the pusher, and, therefore, will lose its shape.

Техническим результатом заявляемого способа является обеспечение возможности реализации измерения коэффициента термического расширения пленочных материалов.The technical result of the proposed method is to provide the possibility of measuring the coefficient of thermal expansion of film materials.

Технический результат достигается тем, что в способе измерения коэффициента термического расширения пленочных образцов испытуемый образец размещают между торцами оснований с использованием трубчатого держателя и направляющего элемента с малыми коэффициентами термического расширения, изменяют температуру, об искомой величине судят по изменению линейных размеров образца, вызванному температурными воздействиями, образец располагают в зазоре между трубчатым держателем и направляющим элементом таким образом, чтобы одна из торцевых сторон образца фиксировалась путем размещения ее в пазу между основанием и трубчатым держателем, а другая имела возможность свободного перемещения при нагревании.The technical result is achieved by the fact that in the method of measuring the coefficient of thermal expansion of film samples, the test sample is placed between the ends of the bases using a tubular holder and a guiding element with small coefficients of thermal expansion, the temperature is changed, the desired value is judged by the change in the linear dimensions of the sample caused by thermal influences, the sample is placed in the gap between the tubular holder and the guide element so that one of the end oron the sample was recorded by placing it in the recess between the base and the tubular holder, and the other had an opportunity to move freely when heated.

На фиг.1 изображен один из вариантов реализации данного способа. Испытуемый образец 1 из пленочного материала, предварительно свернутый по дуге диаметром, равным диаметру трубчатого держателя 2, и установленный на цилиндрической поверхности трубчатого держателя 2, верхнее и нижнее основания 3 и 4, направляющий элемент 5, повторяющий контур трубчатого держателя 2 и образующий зазор между ними, взаимодействующий с внешней стороной испытуемого образца 1 и закрепленный на одном из оснований.Figure 1 shows one embodiment of this method. A test sample 1 of film material, pre-rolled in an arc with a diameter equal to the diameter of the tubular holder 2, and mounted on the cylindrical surface of the tubular holder 2, the upper and lower bases 3 and 4, the guide element 5, repeating the contour of the tubular holder 2 and forming a gap between them interacting with the outer side of the test sample 1 and mounted on one of the bases.

Заявленный способ осуществляется следующим образом.The claimed method is as follows.

На испытуемом образце 1 пленочного материала, вдоль главной центральной оси, наносят базовые точки и измеряют расстояние между ними. Испытуемый образец 1 (геометрические размеры которого выбираются с учетом исключения пересечения боковых сторон, направленных по дуге друг к другу, и касания верхнего основания торцем образца, свободно перемещающимся в процессе нагрева) деформируют в направлении, перпендикулярном главной центральной оси, придавая ему контур трубчатого держателя 2 таким образом, чтобы базовые точки были расположены на внешней стороне испытуемого образца 1. Образец располагают на поверхности трубчатого держателя 2 и фиксируют одну из его торцевых сторон с помощью основания 4. Направляющий элемент 5 приводят в контакт с внешней поверхностью испытуемого образца 1 и закрепляют на противоположном основании 3. Производят нагрев образца, в результате которого испытуемый образец изменяет свои линейные размеры. Пропорционально этому изменяется расстояние между базовыми точками, измеренные значения которого сравниваются с расстоянием между ними до теплового воздействия на испытуемый образец.On the test sample 1 of the film material, along the main Central axis, apply the base points and measure the distance between them. Test sample 1 (the geometric dimensions of which are selected taking into account the exclusion of the intersection of the lateral sides directed along the arc to each other and the contact of the upper base with the end of the sample freely moving during heating) are deformed in the direction perpendicular to the main central axis, giving it the contour of the tubular holder 2 so that the base points are located on the outside of the test sample 1. The sample is placed on the surface of the tubular holder 2 and fix one of its end faces a base 4. The guide member 5 is brought into contact with the outer surface of the test piece 1 and fixed to opposite base 3. Produce sample heating, resulting in the test sample changes its linear dimensions. In proportion to this, the distance between the base points changes, the measured values of which are compared with the distance between them to the thermal effect on the test sample.

Применение данного способа позволяет определять коэффициент термического расширения пленочных образцов за счет обеспечения стабильности геометрической формы испытуемых образцов при их нагреве.The application of this method allows to determine the coefficient of thermal expansion of film samples by ensuring the stability of the geometric shape of the test samples when they are heated.

Claims

The method of measuring the coefficient of thermal expansion of film samples, consisting in the fact that the test sample is placed between the ends of the bases using a tubular holder and a guiding element with a small coefficient of thermal expansion, the temperature is changed, and the desired value is judged by the change in the linear dimensions of the sample caused by thermal influences, characterized in that the sample is placed in the gap between the tubular holder and the guide element so that one of the end sides sample was recorded by placing it in the recess between the base and the tubular holder, and the other had an opportunity to move freely when heated.