Устройство для определения поверхностного натяжения твердого тела Советский патент 1989 года по МПК G01N13/02 

i

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, а именно к устройствам для определения физико-химических характеристик твердого тела, в частности его поверхностного натяжения, и может быть использовано в физической химии, металлургии, а также при решении технологических проблем кристаллизации, пайки и сварки.

Цель изобретения - упрощение определения поверхностного натяжения активных металлов путем исключения необходимости подготовительных операций с образцом вне камеры.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство для определения поверхностного натяжения твердого тела содержит измерительную камеру 1 с окошками 2, на

крышке 3 которой размещено приспособление для получения и ввода внутрь камеры проволочного образца путем экструзии исследуемого металла. Это приспособление включает в себя прессующее устройство 4, контейнер 5 для экструдируемого металла и фильеру 6. На крышке 3 измерительной камеры 1 имеются также отвод 7 для создания в объеме камеры 1 вакуума или инертной атмосферы, токоввод 8 для термопары 9, двух спиральных микропечей - рабочей 10 и вспомогательной 11, вакуумный ввод 12 вращения, на штоке 13 которого своей осью закреплен механический рычаг 14 с грузом 15. Одно плечо горизонтального механического рычага 14 соединено с образцом 16, а другое - со струнным тензометром, вклю4 1

оэ со

СЛ Ю

чающим в себя струну 17 и пьезоэлемент 18 на штоке микровинта 19. Последний служит для установки механического рычага 14 в рабочее (горизонтальное) положение, а груз 15 на рычаге 14 обеспечивает предварительное натяжение струны 17.

Устройство работает следующим образом.

Для загрузки исследуемого металла в контейнер 5 крышку 3 измерительной камеры 1 с приспособлением для экструзии металла помещают в герметичный бокс (не показан), продуваемый инертным газом. Компактные образцы металла извлекают из защитной жидкости, промывают в соответствующих безводных растворах, переносят в контейнер 5 и поджимают прессующим устройством 4 до экструзии. Момент начала истечения металла в твердом состоянии соответствует вакуумному уплотнению фильеры 6 экструдируемым материалом, что позволяет извлечь крышку 3 из бокса, установить на камеру 1 и откачать последнюю до высокого вакуума. Для получения проволоки металла экструдируют, предварительно отведя механический рычаг 14 в сторону с помощью ввода 12 вращения. По мере экструзии металла чистота получаемой проволоки повышается. Связано это с тем, что у стенок контейнера 1 и входного конуса фильеры 6 образуются так называемые застойные зоны и истечение металла идет из объема массивного образца. Прекратив процесс экструзии, загрязненную часть проволоки удаляют расплавлением при помощи вспомогательной микропечи 11. Этой же печью путем оплав

ления закрепления нижний конец проволочного образца 16 в теле механического рычага 14.

Далее проводят отжиг образца с помощью микропечи 10 и необходимые измерения собственных частот колебаний струны для нахождения усилий на рычаг, как этого требует компенсационный метод «нулевой ползучести определения поверхностного натяжения.

Формула изобретения

Устройство для определения поверхностного натяжения твердого тела, содержащее

измерительную камеру с крышкой, в которой размещен горизонтальный механический рычаг, один конец которого соединен с системой компенсации и измерения силы, действующей на этот конец, микропечь для локального нагрева образца, расположенную в

камере над вторым концом рычага, отличающееся тем, что, с целью упрощения определения поверхностного натяжения активных металлов путем исключения необходимости подготовительных операций с образцом вне камеры, в крышке измерительной камеры над вторым концом рычага установлено приспособление для получения проволочного образца экструзией исследуемого металла и ввода его в измерительную камеру, ось механического рычага закреплена на

штоке вакуумного ввода вращения, а под вторым концом рычага установлена вторая микропечь.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения физико-химических характеристик твердого тела ,в частности, его поверхностного натяжения, и может быть использовано, например, в физической химии, металлургии. Целью изобретения является упрощение методики определения поверхностного натяжения активных металлов путем исключения необходимости подготовительных операци с образцом вне камеры. Для этого на крышке измерительной камеры смонтирован узел для получения и непосредственного ввода внутрь и ее проволочного образца методом экструзии исследуемого металла. Закрепление свободного конца образца в измерительной камере осуществляется путем его оплавления. 1 ил.