Способ определения температур структурных переходов в материалах Советский патент 1981 года по МПК G01N25/02 

1

Изобретение относится к технике исследования структуры и свойств материалов при различных те1 тературах.

Известны динамические механические методы определения структурных переходов, основанные на оценке затухания механических колебаний в материалах при различных температурах 1.

/

Однако при этом нагрев образцов

в ходе эксперимента осуществляют при помощи специальных термокриокамер, теплообмен в которых осуществляется конвекцией и лучеиспусканием, а потому наблюдается неравномерный прогрев (градиент температур) образцов и малая скорость повышения их температуры. ,.

Наиболее близким к предложенному является способ определения температур структурных переходов в материалах, в котором при нагреве измеряют затухание механических колебаний в образце/ укрепленном на основе 21.

Однако этот способ не позволяет нагревать и регулировать температуру быстро и точно и без градиента температур, что снижает скорость и точность определения температур, структурных переходов,

Целью изобретения является создание быстрого и точного способа определения температур структурных переходов в материалах.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем измерение затухания механических колебаний при нагреве образца, укрепленсного на основе, материал нагревают,

10 пропуская электрический ток через основу и одновременно измеря1от затухание колебаний, по которому судят о температурах структурных переходов.

Кроме того,для исследования

15 свойств материалов, проводя111их .электричество, ток пропускают через исследуекий материал.

На фиг. 1 приведен пример конкретного исполнения способа по схеме

20 резонансных язычкоилх колебаний; на фиг. 2 - результаты исследования полистирола по предлагаемому способу.

Образец 1 исследуемого материала крепится на жесткой основе 2 из кЬн25стантана. Продольный вырез 3 посередине делит основу на две половины, каждая из которых (фиг. 1, разрез А-А) имеет электрические выводы 4 для подвода напряжения .питания.. Узел

30 5 служит для пьезоэлектрического раскачивания и фиксирования затухания механических колебаний образца. Измерительная система из узлов 1-5 помещена в термокриокамеру 6. С помощью электронного блока 7 через узел 5 осуществляется раскачка обра ца 1, основы 2, и замеряются механические потери в них. При работе через основу 2 пропус кают электрический ток и одновремен но с помощью блока 7 и узла 5 возбуж дают механические колебания в образ це 1 и соединенной с ним основой 2, Затем убирают раскачивающее напряже ние и образец 1 с основой 2 совершают затухающие колебания,которые фиксируются узлом 5 и блоком 7. Meханические потери в колеблкидейся системе 1-2 рассчитываются по упрощ ной формуле , vi л . erft -ir- rгде тангенс угла механических потерь; Д - логарифмический декремент Ад - амплитуда начального колебания;АН - амплитуда N-ro колебания. Механические потери замеряют в процессе нагрева образцов и строят зависимость механических потерь от температуры, которая в качестве при мера приведена на фиг. 2 для полистирола. По максимуму судят о темпе ратуре структурного перехода, в нашем примере о температуре стеклования полистирола. Применение предлагаемого способа обеспечивает нагрев образцов путем непосредственного контакта между образцом и нагреваиощим элементом, т.е. теплопередачей, которая более эффективна, чем конвекция и лучеиспускание, используемые в известном способе. При этом в предлагаемом способе обеспечивается более быстрое установление равномерной температуры по всему объему исследуемого образ-. ца, что позволяет уменьшить время прогрева образца, т.е. определить более точно его свойства и снизить длительность эксперимента. Формула изобретения 1.Способ определения температур структурных,переходов.в мгтериалах, в котором при нагреве измеряют зату-. хание механических колебаний в образце, укрепленном на.основе, о тличающийся тем, что, с целью быстрого и точного определения свойств, материал, нагревают, пропуская электрический ток через основу и одновременно измеряют затухание колебаний, по которому судят о температуре структурных переходов. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исследования электропроводящих материалов, электрический ток пропускают через исследуе1 шй материал. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Яновский Ю.Г. Динамические механические методы определения структурных переходов.заводская лаборато|рия , т. 32, 1966, 8, с. 953. 2.Малкин А.Я. и др. Методы измерения механических свойств полимеров М., Химия, 1978, с. 157160 (прототип).

Риг./

16

%

20 60 fOO V

ftus,2