SU1749806A1 - Device for determination of specific electrical resistances of carbon-graphite materials - Google Patents

Device for determination of specific electrical resistances of carbon-graphite materials Download PDF

Info

Publication number
SU1749806A1
SU1749806A1 SU894791534A SU4791534A SU1749806A1 SU 1749806 A1 SU1749806 A1 SU 1749806A1 SU 894791534 A SU894791534 A SU 894791534A SU 4791534 A SU4791534 A SU 4791534A SU 1749806 A1 SU1749806 A1 SU 1749806A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
graphite
potential
carbon
sample
graphite materials
Prior art date
Application number
SU894791534A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Александрович Бронников
Алексей Николаевич Чистов
Геннадий Ефимович Островский
Юрий Петрович Менчев
Original Assignee
Научно-производственное объединение "Композит"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное объединение "Композит" filed Critical Научно-производственное объединение "Композит"
Priority to SU894791534A priority Critical patent/SU1749806A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1749806A1 publication Critical patent/SU1749806A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Использование: исследование электрофизических свойств примен емых в машиностроении углеграфитовых и других токо- провод щих материалов, в том числе волокнистых (типа войлока, жгутов и т.п.) Сущность изобретени : устройство содержит герметичную камеру, выполненную в виде трубчатого графитового нагревател  Токо под воды к измерительным электродам и потенциалным зондам закреплены в верхней крышке, выполненной в виде съемной изолирующей втулки. Нижний токоподвод составлен из жестко соединенных между собой подставки и штока из графита. На боковой поверхности трубчатого нагревател  напротив потенциальных зондов установлены потенциальные отводы в виде углеродных нитей. 2 ил., 1 табл. (ЛUse: study of the electrophysical properties of carbon graphite and other current-conducting materials used in machine building, including fibrous materials (such as felt, tows, etc.) to the measuring electrodes and potential probes mounted in the top cover, made in the form of a removable insulating sleeve. The lower current lead is made up of rigidly interconnected supports and a rod of graphite. On the side surface of the tubular heater opposite potential probes, potential taps in the form of carbon filaments are installed. 2 ill., 1 tab. (L

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике с применением тепловых средств и может быть использовано дл  исследовани  электрофизических свойств примен емых в машиностроении углеграфитовых и других токопровод щих материалов , в том числе волокнистых (типа войлока, жгутов и т.п.).The invention relates to a measurement technique using thermal means and can be used to study the electrophysical properties of carbon graphite and other conductive materials used in engineering, including fibrous materials (such as felt, tows, etc.).

Известно устройство, основанное на двухзондовой измерительной  чейке и предназначенное дл  определени  электросопротивлени  керамических материалов. Образец устанавливают внутри обогреваемого муфел  на керамической подставке. Между поверхност ми образца и концами токоподводов помещают металлическиеA device based on a two-probe measuring cell is known for determining the electrical resistance of ceramic materials. The sample is placed inside a heated muffle on a ceramic stand. Metal surfaces are placed between the surfaces of the sample and the ends of the current leads.

прокладки дл  выравнивани  потенциала по поверхности образца. Температуру внутри муфел  измер ют с помощью термопарыspacers for leveling the potential across the sample surface. The temperature inside the muffle is measured using a thermocouple

Основными недостатками данного устройства  вл ютс : больша  погрешность определени  удельного электросопротивлени  материалов с низким сопротивлением за счет значительных контактных сопротивлений на границах системы образец - прокладки - токоподводы; невозможность исследовани  м гких и волокнистых материалов из-за нарушени  геометрии образца под действием усили , прикладываемого к токоподводам дл  обеспечени  хорошего электрического контакта; ограниченностьThe main disadvantages of this device are: the large error in determining the electrical resistivity of materials with low resistance due to the significant contact resistances at the boundaries of the sample-gasket-current-supply system; the inability to study soft and fibrous materials due to the violation of the sample geometry under the action of the force applied to the electrical leads to ensure good electrical contact; limitation

± о ± o

00 О00 Oh

оabout

верхнего температурного предела испытаний температурой 1800-2000°С.the upper temperature limit of the test temperature of 1800-2000 ° C.

Известно также устройство (прототип), широко используемое дл  определени  удельного электросопротивлени  р графитов , карбидов и других токопровод щих материалов в области высоких температур (от 1000 до 2000-2500°С, в зависимости от теплопроводности образца).It is also known a device (prototype), widely used to determine the electrical resistivity ρ of graphites, carbides and other conductive materials in the high temperature range (from 1000 to 2000-2500 ° C, depending on the thermal conductivity of the sample).

Однако большие температурные перепады по радиусу образца (до 1000°С и выше ), возникающие при испытани х углеграфитовых материалов вследствие их сравнительно низкой теплопроводности, привод т к существенным погрешност м за счет неопределенности температуры отнесени , а также к снижению температурного уровн  исследований.However, the large temperature differences in the sample radius (up to 1000 ° C and above) arising from the testing of carbon graphite materials due to their relatively low thermal conductivity lead to significant errors due to the uncertainty of the reference temperature, as well as to a decrease in the temperature level of research.

Не обеспечиваетс  необходима  надежность контакта потенциальных зондов с образцом, так как возможна деформаци  образца при нагреве,The reliability of the contact of potential probes with the sample is not necessary, since the sample can be deformed during heating,

Устройство не позвол ет испытывать м гкие углеграфитовые материалы из-за нарушени  геометрии образца, а также из-за еще больших, чем на твердых образцах, температурных перепадов.The device does not allow testing of soft carbon-graphite materials due to violation of the sample geometry, as well as due to temperature differences that are even greater than on solid samples.

Целью изобретени   вл етс  обеспечени  возможности определени  удельного электросопротивлени  м гких углеродных материалов (жгутов, войлока и т.п.), повышение точности в интервале температур до 3000°С.The aim of the invention is to provide the possibility of determining the electrical resistivity of soft carbon materials (bundles, felt, etc.), increasing the accuracy in the temperature range up to 3000 ° C.

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что элементы четырехэлектродной измерительной  чейки, включающей нижний графитовый (в том числе и верхний) и потенциальные токоподводы, все закреплены на верхней съемной изолирующей крышке, выполненной в виде втулки. Нагревателем образца до высоких температур служит сама герметична  камера, выполненна  в виде трубчатой графитовой печи, внутри которой размещаетс  измерительна   чейка. Дл  устранени  разности потенциалов между образцом и нагревателем в процессе измерени  на корпусе камеры напротив потенциальных электродов  чейки дополнительно установлена пара потенциальных отводов из углеродных нитей.The essence of the invention is that the elements of the four-electrode measuring cell, including the lower graphite (including the upper) and potential current leads, are all fixed to the upper removable insulating cover, made in the form of a sleeve. The sample heater to high temperatures is itself a sealed chamber, made in the form of a tubular graphite furnace, inside of which a measuring cell is located. To eliminate the potential difference between the sample and the heater, a pair of potential carbon fiber taps was additionally installed on the camera body against the potential electrodes of the cell.

На фиг.1 и 2 представлено устройство дл  определени  удельного электросопротивлени  углеграфитовых материалов.Figures 1 and 2 show a device for determining the electrical resistivity of carbon-graphite materials.

Внутри трубчатого графитового нагревател  1, расположенного вертикально, помещаетс  четырехэлектродна  измерительна   чейка, состо ща  из верхнего то- коподвода 2, устанавливаемого дл  испытаний образца 3, нижнеготокоподводаInside the tubular graphite heater 1, located vertically, a four-electrode measuring cell is placed, consisting of an upper current supply 2, installed for testing sample 3, a lower current supply

4, жестко соединенных между собой круглой графитовой подставки 5 и несущего графитового штока 6. Верхний токоподвод и несущий графитовый шток закреплены в4, rigidly interconnected circular graphite stand 5 and a supporting graphite rod 6. The upper current lead and the bearing graphite rod are fixed in

верхней съемной крышке 7 из электроизол ционного материала. Потенциальные зонды 8  чейки выполнены из тонких графитовых стержней с прикрепленными к ним углеродными нит ми 9, концы которых закрепленыupper removable cover 7 of electrically insulating material. Potential probes 8 cells are made of thin graphite rods with carbon filaments 9 attached to them, the ends of which are fixed

в той же крышке 7. На графитовой подставке установлен пирометрический датчик 10 в виде графитового стержн  с осевым отверстием (модель абсолютно черного тела). На нагревателе, окружающем измерительнуюin the same lid 7. A pyrometric sensor 10 in the form of a graphite rod with an axial bore (black body model) is installed on a graphite stand. On the heater surrounding the measuring

 чейку, напротив ее потенциальных зондов установлены дополнительные потенциальные отводы 11 дл  устранени  разности потенциалов между образцом и нагревателем. Устройство работает следующим образом .The cell, opposite its potential probes, has additional potential taps 11 for eliminating the potential difference between the sample and the heater. The device works as follows.

В токоподводах измерительной  чейки зажимают образец (в цанговых зажимах), вставл ют в него потенциальные зонды на определенном рассто нии друг от друга (рассто ние контролируют штангенциркулем ). Ячейку вставл ют в печь внутрь трубчатого графитового нагревател , на который она опираетс  центрирующей электроизол ционной втулкой. Производ т нужные соединени  электрических цепей. ПечьIn the current leads of the measuring cell, the sample is clamped (in the collet clamps), the potential probes are inserted into it at a certain distance from each other (the distance is controlled by a caliper). The cell is inserted into the furnace inside a tubular graphite heater, on which it is supported by a centering electrical insulator sleeve. Make the necessary electrical connections. Bake

закрывают, откачивают форвакуумным на- сосбм и заполн ют инертным газом. Подают напр жение на нагреватель от вторичной обмотки силового трансформатора, один конец которой заземлен. Регулированиемclosed, pumped out with forevacuum pumps and filled with inert gas. The voltage is applied to the heater from the secondary winding of the power transformer, one end of which is grounded. Regulation

мощности на нагревателе вывод т систему на нужный температурный режим. Подают напр жение на цепь измерительной  чейки. От отдельного автотрансформатора, обмотка которого заземлена, подают напр жениеpower on the heater brings the system to the desired temperature. A voltage is applied to the measuring cell circuit. A separate autotransformer, the winding of which is grounded, provides the voltage

на нижний потенциальный зонд  чейки. Независимым регулированием тока в цепи измерительной  чейки и потенциала на нижнем потенциальном зонде добиваютс  равенства потенциалов в лежащих на одномto the lower potential probe cell. Independent regulation of the current in the circuit of the measuring cell and the potential on the lower potential probe ensures equal potentials in the same

уровне точках нагревател  (на потенциальных отводах) и образца (на потенциальных зондах). Затем измер ют ток I в цепи измерительной  чейки (образца) и падение напр жени  A U на рабочем участке образцаthe level of the heater points (at potential taps) and the sample (at potential probes). Then, the current I in the circuit of the measuring cell (sample) and the voltage drop U U at the working section of the sample are measured.

(между потенциальными зондами). Удельное электросопротивление материала образца вычисл ют по соотношению(between potential probes). The electrical resistivity of the sample material is calculated from the ratio

5555

Р R

A U SA us

где S - площадь поперечного сечени  образца;where S is the cross-sectional area of the sample;

Е- рассто ние между потенциальными зондами.E is the distance between the potential probes.

Аналогичные измерени  провод т при других температурных режимах.Similar measurements are made at other temperatures.

Устройство испытано в работе при определении удельного электросопротивлени  углеродного войлока с кажущейс  плотностью 0,1 г/см3 (на основе карбонизо- ванного вискозного волокна). Дл  сравнени  измерени  проводили также на установке А-3000 дл  определени  теплопроводности углеграфитовых материалов с пр мым нагревом образца электрическим током, принципиально аналогичной прототипу (были сделаны специальные переход- ные приспособлени  дл  креплени  образца войлока в токоподводах).The device was tested to determine the electrical resistivity of carbon felt with an apparent density of 0.1 g / cm3 (based on carbonized viscose fiber). For comparison, measurements were also carried out on unit A-3000 to determine the thermal conductivity of carbon-graphite materials with direct heating of the sample with an electric current fundamentally similar to the prototype (special transitional devices were made to secure the sample of the felt in the current leads).

Результаты определений представлены в таблице.The results of the definitions are presented in the table.

Как показывают полученные результаты , наличие больших перепадов температур по толщине образца в установке Я-3000, аналогичной прототипу, приводит к заметному отличию результатов и существенномуAs the results show, the presence of large temperature differences in the thickness of the sample in the installation I-3000, similar to the prototype, leads to a noticeable difference between the results and significant

снижению температурного диапазона исследований .reduce the temperature range of research.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  определени  удельногоThe invention of the device for determining the specific электросопротивлени  углеграфитовых материалов , содержащее герметичную камеру , верхний и нижний графитовые токоподводы к измерительным электродам, закрепленные в верхней и нижней крышкахelectrical resistivity of carbon-graphite materials containing a sealed chamber, upper and lower graphite current leads to the measuring electrodes, fixed in the upper and lower covers камеры, и боковые графитовые топоподво- ды к потенциальным зонда,м , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени  м гких волокнистых углеграфитовых материалов в интервалеchambers, and lateral graphite topsides to potential probes, m, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining soft fibrous carbon-graphite materials in the interval температур до 3000°С, герметична  камера выполнена в виде трубчатого графитового нагревател , нижний токоподвод сформирован из жестко соединенных между собой подставки и штока из графита, потенциальные и нижний токоподводы закреплены в верхней крышке, выполненной в виде съемной изолирующей втулки, а на боковой поверхности трубчатого нагревател  напротив потенциальных зондов установлены потенциальные отводы в виде углеродных нитей.temperatures up to 3000 ° С, hermetic chamber is made in the form of a tubular graphite heater, the lower current lead is formed from rigidly interconnected supports and a rod from graphite, the potential and lower current leads are fixed in the upper cover, made in the form of a removable insulating sleeve, and on the side surface of the tubular heater opposite potential probes are installed potential taps in the form of carbon filaments. Фие.2Fie.2
SU894791534A 1989-12-11 1989-12-11 Device for determination of specific electrical resistances of carbon-graphite materials SU1749806A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894791534A SU1749806A1 (en) 1989-12-11 1989-12-11 Device for determination of specific electrical resistances of carbon-graphite materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894791534A SU1749806A1 (en) 1989-12-11 1989-12-11 Device for determination of specific electrical resistances of carbon-graphite materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1749806A1 true SU1749806A1 (en) 1992-07-23

Family

ID=21496278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894791534A SU1749806A1 (en) 1989-12-11 1989-12-11 Device for determination of specific electrical resistances of carbon-graphite materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1749806A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690972C1 (en) * 2018-09-07 2019-06-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") Method of measuring specific electrical resistance of a metal sample during its stretching
RU2722574C1 (en) * 2019-09-24 2020-06-01 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Contact device for determination of electrophysical parameters of powder material during its compression

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Структура и свойства углеродных материалов.: Сб. - М.: Металлурги , 1984, с. 56. Графит как высокотемпературный материал: Перев. под ред. К.П.Власова. - М.: Мир, 1964, с. 53-63. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690972C1 (en) * 2018-09-07 2019-06-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем" (ФГУП "ГосНИИАС") Method of measuring specific electrical resistance of a metal sample during its stretching
RU2722574C1 (en) * 2019-09-24 2020-06-01 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Contact device for determination of electrophysical parameters of powder material during its compression

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5661403A (en) Apparatus and method for testing a solid electrolyte
Vozár A computer-controlled apparatus for thermal conductivity measurement by the transient hot wire method
SU1749806A1 (en) Device for determination of specific electrical resistances of carbon-graphite materials
US3735253A (en) Method and means for measuring electrode resistance
CN203191029U (en) Heating type thermocouple liquid level measurement sensor
Sandrolini Versatile three-terminal cell for investigating the electrical properties of insulating materials over a wide frequency and temperature range
Seemann The thermal and electrical conductivity of fused quartz as a function of temperature
US3453864A (en) Test cell for thermal analysis
RU2046361C1 (en) Device for measuring specific electric conduction of liquids
CN108287265A (en) A kind of carbon/carbon compound material high-temperature resistivity test device and test method
US2975361A (en) Apparatus for determining the moisture content of granular and fibrous materials
SU1006987A1 (en) Cell for measuring melt specific resistance
SU563609A1 (en) Apparatus for determination hardening velocity of binding agents
SU1718086A1 (en) Electrolytic cell for measuring electric conductivity of electrolyte solutions
SU1401261A1 (en) High-temperature strain-measuring device
Dhuga et al. Measurement of liquid-solid contact in boiling
Hanson et al. Apparatus for the measurement of resistivity of glasses and ceramics
SU1198414A1 (en) Arrangement for determining porosity of rock specimen
CN117269032B (en) Online measuring device and method for corrosion rate of metal material in corrosive medium
SU748216A1 (en) Apparatus for analysis of organic liquid frequency
SU1221619A1 (en) Apparatus for measuring electric conduction and thermoelectromotive force of semiconductors in solid and liquid states
SU706745A1 (en) Apparatus for investigating specimens of electroconductive materials at varying temperature
SU935765A1 (en) Device for determination of solid body thermal physical properties
SU1420548A1 (en) Method of measuring specific resistance
SU554509A1 (en) Device for measuring the concentration emf of solid oxide electrolytes