Устройство для определения температурных переходов в материалах Советский патент 1981 года по МПК G01N25/16 

1. Изобретение относится к области физических измерений, преимущественно к проблеме оценки структуры и свойств материалов при разных температурах.

Известны линейные дилатометры, основывающиеся на измерении размеров образцов при изменении температуры 1.

Однако их конструкции не предусматривают проведения динамических механических измерений.

Наиболее близким к предложенному является крутильный маятник, имеющий систему противовеса, соединенную , через нить подвеса с инерционной деталью, систему регистрации колебаний, зажимы для крепления образца в термокриокамере 2.

Однако этот маятник не позволяет проводить дилатометрические измерения одновременно с замерами механических потерь и модуля сдвига, что затрудняет сопоставление результатов.

Целью изобретения является получение возможности проведения на приборе одновременно динамических механических и дилатометрических измерений и экономия средств.

Поставленная цель достигается ,тем, что к подвижным частям системы противовеса дополнительно присоединяется система регистрации линейного расширения образца, которая может выполняться в виде неравноплечего рычага и измерительной шкалы, или в виде зеркала, на которое падает луч.света, отражающийся на измерительную шкалу,

10 или в виде электрического конденсатора, одна пластина которого укреплена неподвижно, а вторая соединена с подвижными частями системы противовеса, или в виде стержня из магнит15ного материала, движущегося относительно электрической катушки, или в виде светонепроницаемого материала, укрепленного на подвижных частях системы противовеса и закрывающего

20 доступ света к рабочей зоне фотоэлемента .

На чертеже изображено предложенное устройство.

Образец 1. с помощью зажима 2

25 фиксируется в термокриокамере 3 и с помощью штока 4 соединяется с инерционной деталью 5, которая соединена с противовесом 6 нитью подвеса 7 через рычаг противовеса 8. К противо30весу 6 меньшим плечом рычага подвешена указательная стрелка 9, длинный конец которой установлен у шкалы 10. Масса противовеса подвески маятника б и противовеса стрелки И подобрана таким образом, чгоба на обра зец 1 действовала небольшая растяги вающая нагрузка. При работе в режиме крутильного маятника инерционная деталь 5 отклоняется (закручивается) от положения равновесия, что через шток 4 и верхНИИ подвижный зажим 2 передается иа образец 1. Затем инерционная деталь 5 освобождается, и система совершает затухающие крутильные колебания, параметры которых фиксируются системой регистрации колебаний (не пока- зана). Таким образом производят замеры механических потерь и модуля сдвига при различных температурах. При работе в режиме дилатометра перед проведением эксперимента нуль шкалы 10 устанавливается у конца стрелки 9. В процессе охлаждения или нагрева образец 1 вследствие расширения изменяет свою длину, что передается через шток 4, нить 7, противовес 6 на стрелку 9 и фиксируется на шкале 10. При необходимости точность замеров удлинений образца мож но увеличить, заменив систему регис рации удлинений более чувствительной, например зеркальной фотоэлектри ческой и др. Возможна и более целесообразна одновременная работа устройства и как дилатометра,и как крутильного маятника. При этом одновре менно определяются и степень линейного расширения и механические хара теристики материала. Предлагаемое устройство позволяет определить на одном приборе, на одном образце, в одинаковых условиях нагрева или охлаждения, например, дл полимеров, температуру структурного и механического стеклования. Это очень важно и ценно для получения точной, достоверной информации о процессах стеклования, кристаллизации, плавления и др. температурных переходах в различных материалах. Изменение конструкции маятника несло но и экономически выгодно. Формула изобретения 1.Устройство для определения температурных переходов в материалах, содержащее обратный крутильный маятник, имеющий систему регистрации колебаний, систему противовеса, соединенную через нить подвеса с инерционной деталью, зажимы для крепления образца в термокриокамере, отличающееся тем, что, с целью получения возможности проведения одновременно динамических механических и дилатометрических измерений и экономии средств, к подвижным частям системы противовеса дополнительно присоединена система регистрации линейного расширения образца. 2.Устройство ПОП.1, ОТЛИчающееся тем, что система регистрации линейного расширения образца выполнена в виде неравноплечего (шчага и измерительной шкалы. 3.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что система регистрации линейного расширения образца вьтолнена в виде зеркала, на которое падает луч , отражаквдийся на измерительную шкалу. 4.Устройство ПОП.1, отличающее с я тем,что система регистрации линейного расширения образца выполнена в виде светонепроницаемого материала, закрывающего доступ света в рабочую зону фотоэлемента. 5.Устройство по. П.1, отличающееся тем, что.система регистрации линейного расширения образца выполнена в виде пластин электрического конденсатора. is. Устройство по П.1, о тл и чающееся тем, что система регистрации линейного расширения образца выполнена в виде стержня из магнитного материала, движущегося относительно электрической катушки. Источники ин(ормации, принятые во внимание при экспертизе 1.Годовский Ю.К. Теплофизические методы исследования полимеров.. М., Химия, 1967, с.27. 2.Перепечко И.И. Акустические методы исследования полимеров. М., Химия, 1973, с. 54 (прототип).

ч