Способ определения модуля объемной упругости материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N25/00 

Изобретение относится к области определения физико-механических свойств материалов, в частности, к определению модулей упругости металлических стекол.

Цель изобретения - упрощение и повышение производительности определения модуля объемной упругости металлических стекол.

Способ реализуется следующим образом.

Образец металлического стекла (непосредственно после получения фольги металлического стекла или проволоки методом быстрой закалки расплава известного химического состава, без какой-либо обработки или специального приготовления) нагревают или охлаждают относительно первоначальной температуры до температуры регистрации и стандартными способами измеряют температурный коэффициент линейного расширения при температ фе регистрации. Затем производят расчет модуля объемной упругости данною металлического стекла по соотношению.

Kt,rna 17-10 5 AftEdV.t , где С; - известные концентрации сое- тавляющих химических элементов;

V|.Ј - табличные значения молярных объемов химических элементов, составляющих металлическое стекло;

Сл

0

to

00

t - температура регистрации К,

С.

Таким образом, в предлагаемом способе для определения К металлическо- го стекла экспериментально измеряют только один независимый результат первоначального воздействия - температурный коэффициент линейного расширения, а не два (Ct и Ct), как в известном способе, что значительно упрощает способ определения К металлического стекла. Кроме того, нет необходимости специально готовить (механически обрабатывать) поверхности и торцы фольги перед началом измерения, что повышает производительность предлагаемого способа.

Проведенный анализ показал, что в предлагаемом способе в качестве внешнего фактора использовано температурное воздействие на образец, а в качестве результатов воздействия внешнего фактора на металлическое стекло регистрируют температурный коэффициент линейного расширения при температуре регистрации t.

Металлические стекла представляют собой сравнительно новый класс веществ, обладающий неупорядоченной структурой, природа механических свойств которых и их связи с другими физическими свойствами еще не изучены. Проведенные экспериментальные исследования широкого класса металлических стекол различных химических составов позволили установить принципиально новую, не известную ранее закономерность. А именно, для металлических стекол модуль объемной упругости при данной температуре определяется величиной температурного коэффициента расширения металлического стекла при данной температуре следующим образом.

Kt,nia 17-10 /tftЈC;Vit

где С( - концентрация химических

компонентов;

Уц. - табличные значения молярных объемов химических элементов, входящих в со тав металлического с-тек- ла.

Обнаруженная закономерность имеет место только для металлических стеко и определяется тем, что структура ио ной подсистемы всех металлических стекол практически одинакова и представляет собой неупорядоченное (хаотическое) расположение атомов.

,. 5

0

5

0

5

Использование обнаруженного нового свойства металлических стекол, характеризующегося приведением выше уравнением, позволяет определять Kt металлических стекол только по одному регистрируемому параметру - , причем для определения Kt нет необходимости специально тщательно готовить (обрабатывать) образец фольги, что очень упрощает и повышает производительность предтагаемого способа определения Kt металлических стекол относительно известных технических решений.

Пример. Металлические стекла различных химических составов получают известным методом закалки расплава на вращающемся медном диске. Аморфность полученных фольг проверяют рентгенографически на дифрактометре ДРОН-3,0 (Ко-К излучение). Все образцы рентгеноаморфны.

Для всех металлических стекол рассчитывают молядэный объем при температуре t 20°С Ј C;V;20 , С , - концентрация химических элементов, %; Vjao молярные объемы каждого химического компонента, смэ/моль при температуре t 20°С.

В состав установки входят генератор синусоидального напряжения, генератор прямоугольных импульсов, усилитель, генератор, усилитель, асцил- лограф и диодный модулятор, хромель- алюмелевая термопара и вольтметр для измерения температуры образца.

Определение К предлагаемым способом проводят следующим образом. Образцы нагревают до 17 - 22°С.

Температурные зависимости удлинения ( t) и температурный коэффициент линейного расширения oit при 20°С определяют высокопроизводительным, прецизионным способом. Чувствительность регистрации ul/1 не хуже 10 , что обеспечивает погрешность определения Ы. при 20 С 2 - 4 %. Используя значения t, определяют Kt по формуле

Kt 17-10 r,V,t

Формула изобретения

Способ определения модуля объемной упругости материалов, включающий воздействие внешнего фактора, регистрацию результатов вр - ченствия и

515

с их учетом определение искомой ве- личины, отличающий с я тем, что, с целью упрощения и повышения производительности определения модуля объемной упругости металлических стекоп, и качетво внесшего фактора выбирают температурное воздействие, регистрируют температурный коэффициент линейного расширения - olt, а мо- дуль объемной упругости рассчитыва- ют по соотношению

- -

ГПа 17-10 /Vt Г; Vlt ,

-концентрация химических компонент металлического стекла, 7;

-табличные яначення молярных объемов химических тон, входящих R состав мо- талпического стекла, смэ/моль

температура регнстрлшш К, С.

Изобретение относится к области определения физико-механических свойств материалов, в частности к определению модулей упругости металлических стекол. Целью изобретения является упрощение и повышение производительности определения модуля упругости металлических стекол. На образец металлического стекла воздействуют внешним температурным фактором, регистрируют температурный коэффициент линейного расширения - α_T, а модуль объемной упругости рассчитывают по соотношению K_T,ГПа = 17^.10^-3/α_TΣ_IC_IV_IT, где C_I - концентрация химических компонентов металлического стекла,%

V_IT - табличные значения молярных объемов химических элементов, входящих в состав металлического стекла, см³/моль

T - температура регистрации К,°С.