Способ определения упругих свойств твердого непроводящего материала Советский патент 1991 года по МПК G01N24/08 

Изобретение относится к радиоспектроскопии твердого тела, в частности к способам определения термических свойств полимерных материалов-.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых параметров материала.

Спосо б осуществляется следующим образом.

Явление ЯКР имеет место в различных кристаллических веществах,содер- жащих квадрупольные ядра со спином, большим 1/2. В способе они служат в качестве веществ-индикаторов. Частота ЯКР зависит от температуры и давления, при которых находятся эти вещества. Изменение частоты вызванное изменением температуры Д Т и давления ДР, определяется выражением

(T2,P2)(Tt ,P, ) (3}/Эт)рат+

К$/ЭР)ТДР,

где 3(Т, ,Р)

3(т„,

(1)

частота ЯКР при начальных температуре и давлении;

частота ЯКР при температуре Т„ и давлео

Од

00 00

ю

( т)

НИИ Р;

2

Р

температурный коэффициент частоты ЯКР; ()j- барический коэффициент

частоты ЯКР.

Испытаниям подвергается образец дз исследуемого материала с известным модулем объемного сжатия К и коэффициентом Пуассона(j. Технология изготовления образца (литье,

N)

полимеризация или прессование) зависит от вида материала. Форма образца может быть произвольной, в частном случае это цилиндр объемом 1-Ю2 см3 , При изготовлении образца в исследуемый материал вводится вепество-инди- катор в виде включений или наполните- ля в количестве 5-20 об.%. Вещество берется в виде гранул или порошка с размером зерен 1-1 мм. В используемом веществе-индикаторе должен наблюдаться сигнал ЯКР и должны быть известны: резонансная частота-V , тем-- пературный (Э З/Эт) п и барический

()т коэффициенты частоты, модуль объемного сжатия К, V/(3V/9P)T и коэффициент термического объемного расширения (X,(1/V) QV/)T)p, где V - объем.

Приготовленный образец термоста- тируют с заданной температурой Т, при которой необходимо получить значение термического коэффициента объемного расширения материала. При по- мощи спектрометра ЯКР измеряют частоту вещества-индикатора v(T,). Затем производят термостатирование образца с температурой 1. отличной от Tj, и измеряют частоту ЯКР вещества-ин- Дйкатора (Тд). Находят величину изменения частоты

& }(Т,) - Q(T.).

(2)

Коэффициент термического объемного расширения исследуемого материала определяют по формуле

35

Ф

„-Г1- + -1+е - -1-1

L К, 2(1-20) Kj

. „ д}/дт-(93/9т)Ј х -сЯЖГ

Проведение измерений частоты ЯКР веществ-индикаторов при трех (метод вилки) и более различных температу pax образца дает возможность повысить точность нахождения (, а также определить его температурную зависимость.

Редактор И.Касарда Техред М.Дидык

ормула изобретения

Способ определения упругих сво йств твердого непроводящего мате- 40 риала по авт. св. № 1485096, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых пара- (3) метров материала, изменяют температуру и измеряют частота ядерного квад- 45 рупольного резонанса (ЯКР) обоих веществ-индикаторов в ненагруженном состоянии, находят сдвиги частот ЯКР каждого из веществ-индикаторов при изменении температуры и по полученным 50 сдвигам частот определяют коэффициент

термического объемного расширения. Составитель В.Покатилов

Корректор С.Шекмар

Ч

0

5

0

5

Пример использования способа для определения коэффициента термического объемного расширения эпоксидной смолы, отвержденной полиэтиленполи- аминбм при комнатной температуре Т, ниже температуры стеклования. При изготовлении образца в эпоксидную смолу в качестве наполнителя введен порошок иодата цезия (Csl O, ЯКР ядер i71, частота V 144,0 МГц при Tj 300 К). Величина модуля объемного сжатия иодата цезия К, 1000 кбар, температурный и барический коэффициенты частоты соответственно равны - 16,0 кГц/ /град и 214 кГц/кбар, коэффициент термического объемного расширения равен 0, 19-10 61/град. Упругие константы исследуемого материала известны и равны: К 42 кбар, G 0,4(4).

Частотный сдвиг вещества-индикатора в образце при изменении температуры от Т, 300 К до Т2 290 К составляет 4 154,5 кГц. По фоому- ле (3) получают значение ( 236 Х10 °1/град. Известное значение коэффициента термического объемного рас- , ширения составляет 0( 237 -10 1/град.

Способ применим для определения 1 коэффициента термического объемного расширения любых твердых непроводящих материалов, в которые можно внедрять вещества-индикаторы.

Изобретение относится к области радиоспектроскопии твердого тела, в частности к способам определения термических свойств полимерных материалов. Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых параметров. Образец помещают в герметический сосуд и термостатируют, измеряют частоты ЯКР обоих веществ-индикаторов в образце в ненагруженном состоянии, нагружают образец при фиксированной температуре внешним гидростатическим давлением и измеряют частоты ЯКР обоих веществ-индикаторов, затем возвращают образец в ненагруженное состояние, изменяют температуру и вторично измеряют частоты ЯКР обоих веществ-индикаторов, находят сдвиги частот каждого из веществ-индикаторов при изменении температуры и по полученным сдвигам частот определяют коэффициент термического объемного расширения исследуемого материала. а SS (Л