Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница
О системе
Технические требования
Синтез
Обучающий модуль
Справка по системе
Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов
Дилатометрия емкостная
Емкостный метод измерения малых изменений размеров тел или объема жидкостей под влиянием внешних воздействий

Анимация

0

Описание

Дилатометрия емкостная - это метод исследования твердых и реже жидких тел, основанный на точном измерении с помощью емкостных датчиков размеров и реже объема тел под влиянием внешних воздействий, например изменения температуры, электрического поля, магнитного поля. Твердые тела под влиянием внешних воздействий изменяют свои размеры и объем, жидкие тела изменяют только объем; для исследования изменения объема жидкости необходим тщательный учет изменения размеров сосуда, содержащего жидкость. Дилатометрия емкостная - сравнительно простой и точный (4-5 знаков за запятой в относительном изменении) метод экспериментального определения изменений размеров твердых тел. Он - более распространенный метод чем, рентгеновская или оптическая дилатометрия, но - более сложный и менее чувствительный метод чем индукционная дилатометрия (см. соответствующие эффекты).

Чаще всего емкостную дилатометрию используют для изучения расширения тел при нагреве в широких температурных диапазонах. Получаемые данные важны для предсказания размеров детали и напряжений в ней при нагреве. Однако чаще всего по измеренной зависимости длины образца вычисляют коэффициент теплового расширения a. Значения a дают информацию о точности гармонического приближения для описания процессов колебаний атомов в данном веществе при разных температурах, что важно для развития теории твердых тел. Кроме того, любая перестройка структуры вещества, любое изменение сил взаимодействия в веществе изменяют a. Поэтому емкостная дилатометрия и точное измерение a(T) широко используется в физике и технике как простой метод определения температур фазовых переходов, подбора оптимальных термообработок, контроля состава и качества материалов и т. д.

Изучаемое также методом емкостной дилатометрии изменение размеров тел под влиянием внешнего электрического или магнитного поля (соответственно электрострикция или магнитострикция) сложным образом зависит от многих причин, а именно: атомно-кристаллического строения веществ, гистерезиса свойств (в ферромагнетиках), анизотропии кристаллов (часто знак эффекта зависит от направления в кристалле) и т.д. Дилатометрию емкостную используют также как эффективный метод исследования электрических и магнитных явлений.

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Применение эффекта

Определение температур фазовых превращений, ответственных за формирование физических свойств материала при его термообработке. В этом случае фазовое превращение приводит как правило либо к изменению линейного размера образца, либо к другой скорости изменения линейного размера при изменении температуры, что регистрируется емкостным дилатометром.

Изучение процессов теплового расширения, магнитострикции и электрострикции дилатометрическими методами. В этом случае емкостная дилатометрия используется для определения удлинения образца под влиянием вышеперечисленных внешних воздействий.

Реализации эффекта

Емкостной дилатометр

Дилатометрические исследования часто проводят с помощью приборов - емкостных дилатометров различных типов, которые непосредственно измеряют изменение длины изучаемого образца. В емкостных дилатометрах используют систему (минимум трех) проводников, перемещающихся при изменении размеров образца и изменяющих вследствие этого коэффициенты взаимной емкости друг с другом и связанную с ними А амплитуду электрического сигнала. Схема дилатометра емкостного типа приведена на рисунке 1.

 

Схема дилатометра емкостного типа

 

 

Рис. 1

 

Используются одинаковые  жестко закрепленные на станине 3 изолированные соосные металлические пластины 1 и 1ў и подвижная изолированная соосная пластина 2, которая может перемещаться вдоль оси 9. Перемещение пластины 2 осуществляется микрометрическим винтом 4 через образец 10, микрометрический винт можно фиксировать гайкой 11, возможные зазоры и люфты уничтожаются постоянным прижимом с помощью пружины 5. На пластины 1, 1ў подают синусоидальный сигнал одинаковой амплитуды но противоположной фазы с источника синусоидального напряжения - генератора 6. Пластина 2 соединена с измерительным прибором - цифровым вольтметром 7. Изучаемый образец 10 может быть нагрет или помещен в магнитное или электрическое поле заданной величины. При изменении длины образца 10 пластина 2 перемещается, изменяются коэффициенты взаимной емкости пластин 1-2 и 2-1ў,зависящие в частности от расстояний между ними, из-за чего амплитуда сигнала, снимаемого с пластины 2 изменяется, что регистрируется цифровым вольтметром 7. Для уменьшения внешних электрических наводок на пластины 1, 1ў, 2 применяют экран 8.

Литература

1. Материаловедение: Учебник для ВТУЗов / Под. ред. Б.Н. Арзамасова.- М.: Машиностроение, 1986.- C.384.

2. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела.- М.: Наука, 1978.- С.790.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина