УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ Советский патент 1973 года по МПК G01N25/20 

Изобретенне относится к технике определения тенлофизических параметров металлических аплавсв в области низких тем.ператур.

Известны устройства для определения температурных зависимостей коэффициента теплопроводности и удельной теплоемкости металлических сплавов в области 4,2-300°К.

Однако они требуют значительных затрат времени на нроведение анализа.

Целью изобретения является ускорение анализа.

Для этого вакуумная «амера выполнена в виде термостатиро. тонкостенной трубки с медным дном и вакуумным флаппем, а в качестве средства для уменьшения тепл01вого потока с боковой поверхности образца использована двухслойная теплоизоляция, причем .внутренний слой теплоизоляции выполнен из материала с изотропной теплопроводностью, а наружный - из экра1шо-:вакуумноГ( теплоизоляции с экранами из гладкой полиэтил ентерефталатной пленки, металлизирова.нной с одной стороны, папример из стекловуали.

Сущность изобретения пояснена чертежом.

На фиг. 1 приведен продольный разрез вакуумной камеры; на фиг. 2 - продольный разрез верхнего конца образца.

Устройство содержит цилиндрический образец / диаметром 3 мм, на который навинчены

2

две гайки 2 и 3, электрический нагреватель 4 и две медные глухие шайбы 5 (фиг. 1) и (J. Между торцами гайки 2 и электрического нагревателя 4 зажат королек термопары 7 для

измерения температуры верхнего тор.ца в стационарных 7стац и переходных Г (т) режимах при нагреве его потоками тенла постоянной мошности go. Между гайкой 3 и шайбой 6 зажат королек термонары 8 для контроля температуры торца образца, ноддерживаемой постоянной равной во всех опытах температуре жидкого гелия Го за счет обеспечения хорошего теплового контакта образца с дном камеры. Шайба 6 нижним торцом припаяна легкоплавким прппоем 9 к медному дну 10 вакзумной камеры 11. Шайба 5 служит для закрепления конца тонкой нейлоновой нити 12, при помошн которой образец вынимают из камеры после окончания проведепня экспериментов. На радиальной поверхности образца смонтирована теплоизоляция, состояшая из вн трен)его слоя 13 с изотропной теплопроводностью и слоя 14 с анизотропной теплопроводностью.

Для уменьшения теплонодвода по тераМОэлектролам 15 и 16 и проводам 17 электрического нагревателя они намотаны на изотермические участки наружной поверхности внутреннего слоя 13 теплоизоляции. Термоэлектроды 15 и 16 термопар и провода 17

электрических нагревателей имеют выводы через вакуумный фланец 18 (незакрепленный на образце конец нейлоновой .нити находится внутри расширеиной верхней части вакуумной камеры). Камера 11 имеет штуцер 19 для вакуумной откачкИ.

Сборку устройства производят в следующей последовательности. Навинчивают миниатюрные гайки 2 и 3, электрический нагреватель 4 медные шайбы 5 и 6, закрепляют корольки термопар 7 и 8, затем наносят внутренний слой 13. После этого па наружную поверхность внутреннего слоя 13 наматывают термоэлектроды 15 и 16 термопар и провода 17 электрического нагревателя и наматывают наружный слой теплоизоляции, состояш.ей из экранно-вакуумной теплоизоляции, причем ее намотку вылолияют так, чтобы наружным слоем, коитактируюшим с внутренней поверхностью трубки камеры //, оказалась прокладка, так как это уменьшает величину радиального теплового потока от образца.

После химического травления внутренней поверхности дна 10 и наружной поверхности торца шайбы 6 во внутреннюю полость камеры 11 опускают несколько гранул сплава Вуда и нагревают ни:жний конец камеры до темлературы плавления сплава.

Затем в полость вакуумной камеры // онускают теплоизолированный образец, н-рнводят в соприкосновенне поверхность шайбы 6 с медным дно1м 10 и быстро охлаждают место спая в водяной ванне.

Такое крепление образца с дном обладает малым тепловым сопротивлением. После нрипаивания образца вакуумную камеру откачивают до остаточного давления порядка Ю- торр, затем опускают в транспортный дьюар с жидким гелием, охлаждают до 4,2Ч и по известному способу определяют температурные зависимости коэффициента теплопроводности и удельной теплоемкости материала образца в интервале от 4,2 до 300°К.

Предмет изобретения

1. Устройство для определения температурных зависимостей коэффициента теплопроводности и удельной теплоемкости металлических сплавов в интервале 4,2-300°К, содержащее

криостат, вакуумную камеру, теплопровод для стока тепла от одного торца образца, электрический нагреватель, навинченный на другой торец образца, термоэлектрические датчики для измерения температуры по длине

образца и средства для уменьшения теплового потока с боковой поверхности образца, отличающееся тем, что, с целью ускорения анализа, вакуумная камера выполнена в виде термостатированной тонкостенной трубки с

медным дном и вакуумным фланцем, а в качестве средства для уменьшения теплового потока с боковой поверхности образца использована двухслойная теплоизоляция. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,

что В нутренний слой теплоизоляции выполнен из материала с изотропной теплопроводностью, а наружный - из экранно-вакуумной теплоизоляции с экранами из гладкой полиэтилентерефталатной пленки, металлизированной с одной стороны, и прокладками, например из стекловуалИ.