SU798573A1 - Кварцевый дилатометр - Google Patents

Description

. Изобретение относитс  к измерени  теплофизических свойств .веществ и может быть использовано дл  исследовани  теплового рас иирени  твердых материалов в диапазоне температур 4,2-473°К. Известны кварцевые дилатометры дл  исследовани  теплового расширени  твёрдых тел II}. Основньви недостатком этих дилатометров  вл етс  иедо таточна  точность измерений при температуре ни же из-за неудовлетворительной стабилизации температуры кварцевой конструкции. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением  вл етс  кварцевый дилатометр, КОТОЕЙЛЙ позвол ет проводить измерени  в диапазоне температур 4,2-300°К. Дилатометр состои из криостата, в который залит жидкий гелий дл  тёрмостатировани  трубки со столиком и толкател  и охлаждени  образца, нагревател  дл  поддержани заданной температуры образца и датчи ков измерени  его температуры и удли нени . 4actH дилатометра контактирую щие с образцом (конец толкател  и столика), заключены в медный зкран, соединенный жгутом из тонкой медной проволоки с медным цилиндром, кото рый во врем  опыта имеет 4,2К, что позвол ет уменьшить нагрев толкател  и столика от образца и нагревател , и таким образом повысить точность измерений Недостатком конструкции  вл етс  то, что в процессе нагрева испытуемого образца в дилатометре возникает перепад температур между блоком и медным экраном, а также между медным экраном и термостатируемой кварцевой конструкцией, следовательно измен етс  температура кварцевой конструкции. Это приводит к понижению точности измерений и ограничивает верхний температурный предел измерени  , так как с повышением температуры измерени  температурный перепад резко увеличиваетс , следовательно , резко понижаетс  точность измерени  дилатометра. Кроме того, использование дилатометра при температурах выше 300 К дл  исследовани  веществ,выдел ющих в процессе нагрева летучие соединени , которые частично осаждаютс  в зазоре между толкателем и направл ющей .трубкой из-за чего в процессе измерений происходит временное или

полное заклинивание толкател , т.е. снижаетс  надежность измерений.

Цель изобретени ,-повышение точности и надежности измерений.

Эта цель достигаетс  тем, что дополнительно введен стаКан, дно которого закреплено на столике, нижний ,торец толкател  выполнен также в виде стакана, охватывающего дополнительный стакан без контакта с ним, -дно которого изготовлено заодно со столиком, при этом высота каждого из стаканов, охватывающих образец, меньше длины образца, а в измерительной трубке выполнены окна, одно из которых установлено ниже, а другое - выше уровн  низкокип щей жидкости .

В дилатометре в процессе измерений все полости- и зазоры, наход щиес  ниже уровн , низкокип щей жидкости , кроме полости, в которой находитс  образец с нагревателем, заполнены низкокип щей жидкостью, и . таким образом конструкци  полностью термостатируетс  путем пр мого контакта с низкокип щей жидкостью, что позвол ет резко уменьшить температурный дрейф кварцевой конструкции, а следовательно повысить точность и расширить температурный диапазон измерений. При этом летучие соединени , например вода, фенол и другие, выдел ющиес  при нагреве Образца, осаждаютс  на поверхност х стаканов поэтому они не могут приводить к заклиниванию толкател  в процессе измерени , а как следствие этого повышаетс  надежность измерений на дилатометре.

На чертеже изображен дилатометр, общий разрезе.

Дилатометр имеет криостат, состо щий из двух сосудов Дьюара 1 и В криостате размещена кварцева  конструкци , котора  содержит измерительную трубку 3, столик 4 со стаканом 5, толкатель 6 со стаканом 7, при этом стакан 7 с зазором одет на стакан 5, а в измерительной трубке дл  заполнени  её бнутренних полостей низкокип щей жидкостью (за исключением полости, в которой находитс  образец 8 с нагревателем 9) вьшолнены отверсти , одно 10 ниже, а другое 11 выше уровн  жидкости. Радиальна  фиксаци  толкател  обеспечиваетс  направл ющей трубкой 12. Удлинение образца при его нагреве измер етс  датчиком 13, а температура термопарой 14.

Полностью смонтированный дилатометр заправл етс  низкокип щими

жидкост ми. Сосуд Дьюара 1 жидким . азотом, сосуд Дьюара 2 жидким гелием. С помощью нагревател  устанавливаетс  требуема  температура образца, а затем измер етс  его удлинение. При заливке жидкого гели , он попадает в полость, где находитс  образец с нагревателем, однако при включении на -рёвател  гелий быстро испар етс , и в полости образуетс  избыточное давление, которое исключает в процессе проведени  измерений проникновение в нее жидкого гели . Все же остальные части кварцевой конструкции, а самое главное толкатель и измерительна  трубка со столиком, изменение температуры которых в течение эксперимента снижает точность измерений, термостатируютс  путем пр мого контакта жидкого гели  с их поверхност ми.

Устройство повышает точность и надежность измерений кварцевых дилатометров , сохран   при этом их преимущества попросту конструкции, надежность в эксплуатации, низкую стоимость и другие..

Claims (2)

1. Новикова С.И. Тепловое расширениетвердых тел. М., Наука, 1974. с. 58-60.

2.Труды 1-ого Всесоюзного симпозиума . Л- 13-16 апрел  1966 г., Наука, Л., 1967, с. 182-183 (прототип) .