Учебное пособие по материаловедению Советский патент 1988 года по МПК G09B23/08 

1и

Изобретение относится к наглядным пособиям и может быть использовано в учебных заведениях для демонстрации большой группе слушателей наличия аллотропических и магнитных превращений железа в процессе выпо1 7 нения лобораторных работ по материаловедению.

Цель изобретения - расширение дидактических возможностей пособия за счет демонстрации характерных температур магнитного превращения.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Учебное пособие по материаловедению содержит источник 1 напряжений, две опоры 2, содержащие электроизоляционные втулки 3 и ролики 4, магнит 5, установленный на основании 6, термочувствительный элемент 7, выполненный в виде проволоки, охватывающей ролики 4 опор 2, один конец которой закреплен неподвижно на изоляторе 8 и подключен к первой клемме источника питания, другой конец подпружинен пружиной 9, укрепленной на изоляторе 10, и подключен к второ

клемме источника питания, визир II, связанный нитью 12 с горизонтальным участком термочувствительного элемента 7 и подпружиненный эластичным элементом 13 в виде резинового шнура, свободный конец которого закреплен неподвижно, демонстрационную шкалу 14, выполненную из прозрачного материала, сзади которой установлены световые элементы 15, а сбоку укреплена дополнительная шкала 16 температур с возможностью ее вертикального перемещения относительно основной шкалы 14, П-образный кронштейн 17 с контактной группой 18 и толкателем 19, установленный на ос Н9вании 6 перпендикулярно вертикальному плечу термочувствительного элемента 7, выполненный из немагнитного материала, причем на внешнем конце толкателя укреплено кольцо 20 из электро- и теплоизоляционного немагнитного материала, в которое продет провод вертикального плеча термочувствительного элемента 7, а другой йонец толкателя взаимодействует с контактами концевого выключателя 18. Для уменьшения теплопередач провода 7 на магнит 5 наклеен слой слюды 21. Возможность вертикального пе

8б9

0

5

5

0

О

5

0

2

ремещения шкалы 16 температур относительно Демонстрационной шкалы 14 необходима для настройки участка температур с характерными точками +768 и с положением визира 11 после замены проволоки термочувствительного элемента 7 или ее старения.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении термочувствительный элемент 7 обладает магнитными свойствами и притянут к магниту 5, а стержень толкателя 19 с кольцом 20 своим внутренним кольцом, находящимся в П-образном кронштейне, замыкает контакты концевого выключателя 18, установленного в цепи питания световых элементов 15 демонстрационной шкалы 14.

При включении питания световых элементов 15 демонстрационной шкалы 14 с помощью выключатели В j, находящегося на источнике 1 напряжений, шкала 14 освещается световыми элементами 15, и на ней высвечивается надпись Магнитно , чем демонстрируется наличие магнитных свойств термочувствительного элемента 7.

Затем с помощью вьжлючателя В| включается питание термочувствительного элемента 7, .которьй выполнен в виде железной проволоки, которая начинает нагреваться и удлиняться за счет теплового расширения и провисает. При достижении температуры магнитного превращения +768°С проволока становится немагнитной и отделяется, отлипает от магнита 5, перемещая толкатель 19 с кольцом 20 в сторону от концевого выключателя 18, контакты которого размыкаются и разрьюают цепь питания световых элементов 15 демонстрационной шкалы 14. Надпись Магнитно гаснет, и этим демонстрируется потеря магнитных свойств термочувствительного элемента 7 . Колебания визира 11 при его перемещении гасятся эластичным элементом 13. Удлинение проволоки и перемещение визира t1 вниз при этом продолжается. Когда температура термочувствительного элемента 7 достигает критической точки +910°С, происходит резкий скачок визира 11 вверх, так как проволока уменьшает объем и длину. Эластичный элемент 13 компенсирует его боковые колебания. Этот момент соответствует переходу

с(-модификации железа в }--модицика- цию, которая имеет меньший объем, чем «/-железо в результате более плотной упаковки атомов в плоскостях гранецетрированной решетки по сравнению с объемоцентрирсванной. По окончании полиморфного превращения проволока опять начинает равномерно удлиняться. Нагрев проволоки продолжается и осуществляется до +950- , после чего провисание ее прекращается, что фиксируется визиром 11, После этого питание термочувствительного элемента 7 выключается с помощью выключателя .

При охлаждении термочувствительного элемента 7 все процессы происходят в обратном порядке, причем объемный эффект превращения наблюдается еще более ярко, чем при нагреве.

Формула изобретения

1. Учебное пособие по материаловедению, содержащее термочувствительный элемент, расположенный на роликах, установленных на опорах, и вы- полнеиный в виде железной нити, один конец которой закреплен неподвижно и подключен посредством вьжлючателя к первой клемме источника питания, а другой подпружинен и подключен посредством переключателя к второй клемме источника питания, визир, прикрепленньй с одной стороны посредством нити к середине участка нити термочувствительного элемента.

0

5

5

0

5

расположенного между двумя роликами, и индикаторное устройство, имеющее демонстрационную шкалу со световыми элементами и магнит, установленный у одной из ветвей термочувствительного элемента, отличающееся тем, что, с целью растирения дидактических возможностей пособия эа счет демонстрации характерных температур, при которых происходят магнитные превращения, оно имеет кронштейн, установленный на основании магнита и несущий концевой выключатель и толкатель, один конец которого контактирует с одним из контактов концевого выключателя, а другой имеет кольцо, вьшолненное из электрои термоизоляционного немагнитного материала, через которое продета нить термочувствительного элемента, а индикаторное устройство имеет дополнительную шкалу, проградуирован- ную в характерных температурах магнитного превращения, причем световые индикаторы демонстрационной шкалы связаны с источником питания посредством концевого выключателя.

2,Пособие по п. I, отличающееся тем, что визир с другой стороны прикреплен к неподвижной опоре посредством пружинного элемента.

3,Пособие по п. 1, отличающееся тем, что дополнительная шкала установлена с возможностью ее перемещения относительно демонстрационной шкалы.

Изобретение относится к наглядным пособиям по материаловедению. Цель изобретения - повьппение дидактических возможностей. Учебное пособие по материаловедению содержит источник 1 напряжений, опоры 2 с втулками 3 и роликами 4, магнит 5 с основанием 6, термочувствительный элемент 7, вьшолненный из-проволоки, охватывающей ролики 4, пружину 9 и изоляторы 8 и 10, причем оба конца проволоки подключены к источнику j напряжений через выключатель В , визир 11 с нитью 12 и эластичным элементом 13, шкалу 14 со световыми элементами 15 и дополнительной шкалой 16 характерных температур элемента 7, кронштейн 17 с концевым выключателем 18 и толкателем 19 с кольцом 20. В исходном положении элемент 7 притянут к магниту 5 и контакты концевого выключателя 18 цепи световых элементов 15 замкнуты толкателем 19. При включении цепи нагрева проволоки последняя нагревается, становится немагнитной при 768°С и отлипает от магнита 5, разрывая цепь питания световых элементов 15, а затем при дальнейшем нагреве кратковременно уменьшает свой объем и длину при , что наблюдается с помощью визира 11. При выключении выключателя В весь процесс происходит в обратном порядке и просматривается на дополнительной f шкале 16. 2 з.п. ф-лы, I ил. а 9 (Л 4:ь 00 СП ;о