Устройство для измерения теплопроводности твердых образцов в области низких температур Советский патент 1985 года по МПК G01N25/18 

00 ND

СО Ob

со 1 Изобретение относится к исследованиям физических свойств материалов, в част.ности к исследованиям .или анализу материалов с помощью тепловых.средств. По основному авт.св. № 890192 известно устройство для измерения теплопроводности твердых образцов в области низких температур, содержащее соосно расположенные вакуз ированньш стакан, хладопровод, держатель образца, шайбу теплосопротив ления, установленную между держателем и хладопроводом, радиационный экран, припаянный к держателю образца, и узел, состояпщй из закрепленного на хладопроводе хвос:товика и цилиндрического штифта с эксцентриком. Однако известное устройство не позволяет проводить измерение тепл проводности твердых образцов под . давлением. Целью изобретения является измерение теплопроводности в усло1зиях одноосного сжатия. На чертеже схематически показан конструкция предлагаемого устройств Устройство для измерения теплопроводности твердьк образцов в уело ВИЯХ одноосного сжатия снабжено при способлением, в котором исследуемый образец 1 расположен между шайбой 2 и катушкой 3. Шайба 2 посредством резьбового соединения укреплена на I переходнике 4, который установлен н держателе 5 образца. Остов катушки 3 с намотанным на нем нагревателем образца расположен внутри тонкостен ной трубки 6 с зазором относительно ее боковой поверхности. Верхний конец тонкостенной трубки 6 опирается на .торцовую поверхность катушки 3, а нижний введен и центральное отвер стие цилиндра 7. На нижней части трубки 6 до ее опорного кольца 8 свободно навита пружина 9, взаимоде ствующая с цилиндром 7. ПоследНИИ 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 стойкам 11, укрепленными опорными кольцами 8 и 12. Шайба 2 и катушка 3 выполне 3 ны 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 уста.навливается 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 МИН-100-2. Усадка пружины 9, задаваемая величийой 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 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 (3-5%) в интервале температур 2-300 К при передаче давления на образен. Кроме того, рас

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ОБРАЗЦОВ В ОБДАСТИ .НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР по авт.св. № 890192, отличающееся тем, что, с целью измерения- в 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.