СНОСОВ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО Советский патент 1972 года по МПК E02F3/38 E02F3/42 

Среди методов физико-химического анализа веществ одно из важных мест занимает термический анализ. Если в процессе нагрева (охлаждения) в образце имеет место какоенибудь превращение (фазовый переход или химическая реакция), то это приводит к нарушению теплового режима.

По аномальным участкам в форме горбов (впадин), изломов на кривых изменения температуры выбранной точки образца (или вне образца), возникающих вследствие отклонения скорости изменения температуры от заданного закона, вычисляются температуры фазового превращения, температурный интервал химических реакций и т. д.

Широкое распространение на практике как высокочувствительный метод фазового анализа получил дифференциальный термический анализ (ДТА) с использованием пирометра Курнакова для регистрации термических кривых. Согласно этому методу один из спаев дифференциальной термопары помещается в образец, а другой спай - в некоторую точку среды вне образца. С целью улучщения воспроизводимости ДТА второй спай, как правило, помещается в вещество-эталон, не имеющего каких-либо превращений в исследуемом интервале температур.

ственного введения их в пространство электропечи или иредварителыю образец и эталон помещаются в специальный блок с целью сглаживания колебаний температуры. При проведении ДТА в области высоких температур больщие затруднения возникают по заданию необходимого теплового режима с помощью электрической печи из-за необходимости выбора огнеупорной керамики, материала электрического нагревателя и т. д. Поэтому в ряде случаев требуется принципиально иной иуть задания теплового режима образца и эталона.

Предлагается способ ДТА, иозволяющий

создать необходимый тепловой режим образца и эталона без специальной электрической печи, путем непосредственного нагрева измерительных спаев дифференциальной терлюпары перемены током звуковой частоты. В этом

случае термопара является одновременно нагревателем и термоприемником.

Такой способ задания является особенно эффективным, поскольку для стандартизации ДТА рекомендуется использование навесок,

не превыщающих десятых долей грамма, при обязательном помещении измерительного спая в образец для измерения его температуры. Расчет методических термических погрещиостей измерения температуры образца особенчается. Рассматриваемый способ может быть реализован как при умеренных температурах, так и при высоких температурах свыше 1300° С, если дифференциальную термопару изготовить из стандартных высокотемпературных термоэлектродных материалов, в частности, из платинорадиевых термоэлектродов с SOVo и 6% содержанием родия или вольфрам-рениевых термоэлектродов также с различным содержанием рения.

Предлагаемый способ ДТА осуществляется следующим образом.

Kais ц ири известном способе ДТА измерительные спаи комбинированной термопары, нанример, из платинового и платинородиевого термоэлектродов помещаются в эталон и образец. Нагрев дифференциальной термопары но заданному закону осуществляется от Г-генератора переменного тока с помощью специального программирующего устройства ПУ) (см. чертеж). Для исключения шунтирования дифференциальной термопары по постоянному току последняя подключается к генератору через раздельный конденсатор (С).

Частота переменного тока подогрева термопары выбирается порядка 10н-30 кгц. При такой частоте переменного тока возможна запись термических кривых с помощью электронных потенциометров (ЭП) даже ири использовании простых С-фильтров нижних частот. При нагреве же дифференциальной термопары переменным током промышленной частоты 50 гц возникают значительные трудности отделения термо-э.д.с. термопары от переменного напряжения подогрева.

Совмещение записи на одной диаграмме как температуры образца, так и разности температур образца и эталона не вызывает особых затруднений, если иметь несколько пределов измерения.- В частности для повыщения чувствительности можно использовать дополнительно фотокомпенсационный усилитель.

Предлагаемым способом дифференциального термического анализа были исследованы фазовые превращения металлов не только при высоких TeiMnepaTypax, но и при умеренных температурах, в частности олово и различные

легкоплавкие припои. Для этого образец предварительно наплавляется на один из измерительных спаев. В качестве эталона использовался медный цилиндр, в котором размещался второй снай. Скорость нагрева термопары

поддерживалась автоматически постоянной до 20 .

Для уменьшения влияния конвекционных токов образец и эталон помещались в герметичную полость. При диаметре термоэлектродов 0,15 мм для получения температуры 1000°С требовался ток порядка 4ч-5 а. Воспроизводимость результатов определения температуры плавления металлов характеризуется средне-квадратичной погрешностью, не превышающей 0,2%.

Предмет изобретения

Способ дифференциального термического анализа фазовых превращений в металлах и

сплавах с помощью дифференциальной термопары с третьим термоэлектродом, измерительные спаи которой находятся в образце и эталоне, отличающийся тем, что, с целью повышения точности анализа, тепловой режим образца и эталона задают непосредственным нагревом измерительных спаев дифференциальной термопары неременным током звуковой частоты.