Реперное вещество для датчиков высокого давления Советский патент 1993 года по МПК G01L11/00 

Изобретение относится к материалам, фименяемым в качестве реперных веществ 1атчиков давления, используемых в промышленных аппаратах высокого давления и j лабораторных исследованиях. Датчик вы- :окого давления изготовляется из листового диэлектрического материала (картон, плотная бумага и т.д.) с небольшим отверстием (до 1 мм) в нужном месте для запрессовки реперного вещества. Для реперных веществ характерны резкие изменения электросопротивления при фазовых переходах, имеющих место при точно фиксированных значениях давления.

Целью изобретения является повышение точности определения давления в диапазоне 3-5 ГПа. Это достигается тем, что в качестве реперного вещества высокого давления (ДВД) используются аморфные сплавы германия и теллура со следующим содержанием компонентов (ат, %): германий - 20-28.теллур - остальное.

Заявляемое решение отличается использованием в качестве реперных веществ аморфных сплавов германия и теллура, что позволяет иметь непрерывный набор датчиков давления на диапазон 3-5 ГПа с большой величиной коэффициента электробарической эффективности (о 18-24 ГПа-1) и с хорошо фиксируемыми калибровочными точками.

Аморфные соединения германия и теллура получены сплавлением исходных компонентов при температуре 1000 К с последующим резким охлаждением ампул с расплавом в жидком азоте. Аморфная природа полученных соединений была определена с помощью рентгенофазового анализа (РФА).

Электробарические свойства ДВД были исследованы с использованием аппаратов высокого давления (АВД) типа тороид и пресса ДО 137А, а также полуавтоматической системы регистрации электросигналов

00

оо

|СЛ Os

с точностью ±0,0001 В. Результаты определения давления начала фазового перехода (Рн) в реперном веществе в зависимости от содержания германия приведены в таблице и на чертеже. Как видно из таблицы и чертежа, величина Рц плавно меняется с изменением хве в интервале 3-5 ГПа, тем самым создавая непрерывный набор датчиков на любые давления в указанном интервале. Выбор данного состава для реперных веществ обусловлен тем, что только при указанных соотношениях компонентов в аморфных сплавах германия и теллура имеют место фазовые переходы в диапазоне 3 -5 ГПа с улучшенными электробарическими характеристиками.

Пример 1. Реперное вещество с Хсе 20 ат.% получили сплавлением германия и теллура при 1000 К (выдержка при этой температуре в течение 40 ч) с последующим резким охлаждением ампулы с расплавом в жидком азоте. Аморфная природа полученного вещества определена РФА. 3-5 мг ре- перного вещества запрессовывали в сквозное отверстие подложки. Датчик помещался в АВД и исследовались электробарические свойства. Результаты приведены в таблице. Результаты испытаний положительные.

0

5

0

5

0

Пример 2. Реперное вещество, содержащее 25 ат.% Ge, приготавливалось и исследовалось как в примере 1. Результаты испытаний - положительные (см.чертеж и табл.).

Пример 3. Реперное вещество, содержащее 28 ат.% Ge, было изготовлено и исследовалось как в примере 1. Результаты испытаний положительные (см.чертеж и табл.).

Таким образом, применение аморфных сплавов германия и теллура с Хсе в пределах 20-28 ат.% позволяет получить непрерывный набор ДВД в пределах 3-5 ГПа, с четкой и надежной фиксацией реперных точек, и, тем самым, повысить выход продукта, уменьшить число холостых спеков в условиях автоматического режима-технологического процесса.

Формула изобретения

Реперное вещество для датчиков высокого давления на основе неорганического соединения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения давления в диапазоне 3-5 ГПа и повышения надежности датчиков, оно выполнено в виде аморфного сплава германия и теллура при следующем соотношении компонентов, ат.%:.

Германий20-28

ТеллурОстальное

Использование: изобретение относится к реперным веществам для датчиков высокого давления, применяемых в промышленных аппаратах высокого давления и в лабораторных исследованиях для определения давления. Цель изобретения - повышение точности определения давления в диапазоне 3-5 ГПа. Это достигается тбм, что в качестве реперного вещества используется аморфный сплав германия и теллура при следующем соотношении компонентов, ат. %: германий 20-28, теллур - остальное, 1 ил., 1 табл.

Концентрационная зависимость давления начала фазового превращения (Рн) для аморфных сплавов германия и теллура

PHi ГПа

20

22

24

Зависимость давления начала фазового перехода (Рн) аморфных сплавов германия и теллура от содержания германия (ат. %).

26

28

%e