II
Известны способы определения анизотропии удельного электрического сопротивления металлов и их сплавов путем измерения удельного электрического сопротивления на отдельных участках образца.
Предлагаемый способ обладает повышенной точностью и проще в осуществлении. Отличается он тем, что образец изготовляют в виде тонкостенного кольца прямоугольного сечения, а удельное электрическое сопротивление измеряют на участках образца, ограниченных радиальными плоскостями, совпадающими в сечении с направлениями вектора электрического тока.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежом.
Образец /, который в целях наглядности изображен осевой проекцией, выполнен в виде тонкостенного кольца высотой b (на чертеже высота не указана) со стенкой прямоугольного сечения. Образец вырезают из заготовки, «зделия и т. д. таким образом, что-бы основанием его я;влялась одна из таких плоскостей, вдоль направлений которой изучается анизотропия удельного электрического сопротивления, например, плоскость прокатки. В одном месте, по радиальной плоскости, лучще всего но направлению, являющемуся осью симметрии зависимости удельного электрического сопротивления от угла в указанной
плоскости, например, по направлению преимущественной ориентации, если исследуется эта зависимость в плоскости, проходящей через направление преимущественной орнентации, кольцо желательно разрезать. Однако, если требуют условия, кольцо можно и не разрезать. Ток к нему в этом случае подводится в местах выхода из него любой диаметральной плоскости. Сущносгь способа при этом не изменится, если не считать, что в результате разрезания кольца напряжение на нем при однОМ и том же токе падает в четыре раза и одновременно повыщается точность измереннй. В местах разрезки, по обе стороны от зазора, кольцо через токовые контакты 2 и 5 включается последовательно с источником постоянного тока Е и эталонным электрическим сопротивлением . образуя замкнутую рабочую цепь потенциометра. Рабочие точки потенциальных контактов 4 и 5 кольца расположены на его внешней образующей поверхности между двумя близко расположенными радиальными плоскостями. Эталон выключают в рабочую цепь посредством токовых контактов 6 и 7. Контакты S и 5 являются потенциальными контактами эталона. Контрольные -падения напряжения, снимаемые с помощью потенциальных контактов кольца и эталона, измеряются на низкоомном
Упомянутые выше потенциальные контакты 4 и 5 кольца жестко связаны и могут перемещаться по внешней образующей поверхности параллельно его основанию, т. е. являются зондирующими. Это позволяет, если только поле вектора электрического тока, протекающего по кольцу, направлено Па1раллельно его основанию, определить удельное электрическое сопротивление материала образца (кольца) вдоль любого нашравления, лежащего в плоскости основания этого образца. Для этого достаточно измерить падение напряжения на таком, участке кольца, лежащем между двумя близко расположенными радиальными плоскостями последнего, чтобы поле вектора электрического тока щ нем было направлено -по интересующему направлению. Таким образом, удельное электрическое сопротивление вдоль любого направления, лел ащего в какой-либо онределенной плоскости, может быть измерено на единственном образце описанной конструкции.
Когда кольцо при небольших размерах обладает малым удельным электрическим сопротивлением, контрольное падение напряжения между двумя близко расположенными радиальными его плоскостями целесообразно измерять косвенным методом, который заключается в том, что расстояние между рабочими точками потенциальных контактов по внешней образующей поверхности .кольца выбирают ббльшим внешнего радиуса кольца, а один из этих контактов видоизменяют в неподвиж-ный относительно него (второй контакт остается зондирующим).
Если соблюдается условие тонкостенности кольца, т. е. га-г г и нестрогое условие на высоту, т. е. ,1 г, где ri и г - соответственно внутренний и внешний радиусы, а 6 - высота кольца, то его эквипотенциальными поверхностями при указанном на чертеже включении кольца в цень на некотором удалении от токовых контактов, в той его части, где протекает ток, я:вляются его радиальные плоскости. В этом случае удельное электрическое сопротивление кольца по направлению
в1 + вг
лежащему в плоскости его основания, относительно направления, выбранного в этой же плоскости, определяется ПО формуле:
f l Q + Q- - А+..): А.;.,. .
Iоо/ГГ Г Г
22/ f/эт63 - 61
In - МКОМ. СМ , Г1
61 + 02где:р- ---+а
удельное электриа -- угловая неопределенность в определении направления, для которого по формуле вычисляется удельное электрическое сонротивленне. Теоретически(Эз-в) ос
.1
- (Э, - ©:) , а практически /а/ - /(©2-©i);
1
01 - угол, составленный радиальной плоскостью кольца, цроходящей через рабочую точку потенциального контакта 4, относительно выбранного в плоскости основания кольца направления (радиан);
02 - угол, составленный радиальной плоскостью кольца, проходящей через рабочую точку потенциального контакта 5, относительно выбранного в плоскости основания кольца направления (радиан);
Л(7 - падение напряжения по внешней образующей поверхности между двумя близкорасположенными нлоскостямя кольца, ориентированными на углы 0i и 02 относительно выбранного в плоскости основания кольца направления, в; падение напряжения на эталонном
сопротивлении, s; b - высота кольца, см; Г1 - внутренний радиус кольца, см,; Га - внешний радиус кольца, см; эт- электрическое сопротивление эталона, МКОМ.
Так как зависимость удельного электрического сопротивления от угла обладает элементами симметрии, онределять эту зависимость на образце в виде тонкостенного кольца для направлений, леж;ащнх в плоскости его основания, достаточно при таких положениях нотенциальных контактов кольца (если выбранным направлением отсчета углов является ось симметрии указанной зависимости), когда
. + ГД /Га/
расстояние в сантиметрах по внешней образующей поверхности кольца между рабочими точками этих контактов, а остальные обозначения сохраняют нрежний смысл.
Предложенный способ определения анизотронин удельного электрического сопротивлеНИН металлов и их сплавов может быть применен для оценки кристаллической текстуры изделий и в случае его сочетания с рентгеновскими методами анализа текстуры может значительно снизить объем трудоемких работ. Он может быть применен и для нахождения компонент тензора удельного электрического сопротивления монокристаллов.
Предмет изобретения
упрощения процесса измерения и повышения его точности, образец изготовляют в виде тонкостенного кольца с прямоугольным сечением, а измерение удельного электрического сопротивления производят на участках образца, ограниченных радиальными плоскостями, совпадающими в сечении с направлениями вектора электрического тока.
