|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Дилатометрия индукционная |
 | |
Анимация
Описание
Дилатометрия индукционная - это метод исследования твердых и реже жидких тел, основанный на точном измерении с помощью индукционных датчиков размеров и реже объема тел при его изменении под влиянием внешних воздействий. К таковым относятся, 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 индукционная - простой и очень точный (5-6 и иногда более знаков за запятой в относительном изменении) метод экспериментального определения изменений размеров твердых тел. Из-за его простоты этот метод более распространен, чем емкостная, рентгеновская или оптическая дилатометрия (см. соответствующие эффекты).
Чаще всего индукционную 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 индукционная 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.
Изучается также методом индукционной дилатометрии изменение размеров тел под влиянием внешнего электрического или магнитного поля (соответственно электрострикция или магнитострикция). Такое изменение 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 индукционную используют также как эффективный метод исследования электрических и магнитных явлений.
Ключевые слова
Области техники и экономики
Приборы для измерения механических величин
Производство цветных металлов и сплавовПроизводство черных металлов и сплавов
Производство машиностроительных материалов
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 индукционным дилатометром.
Изучение процессов теплового расширения, магнитострикции и электрострикции дилатометрическими методами. В этом случае индукционная дилатометрия используется для определения удлинения образца под влиянием вышеперечисленных внешних воздействий.
Реализации эффекта
Дилатометрические исследования чаще всего проводят с помощью приборов - индукционных дилатометров различных типов, которые непосредственного измеряют изменение длины изучаемого образца. В индукционных дилатометрах используют систему (минимум трех) индукционных катушек, перемещающихся при изменении размеров образца и изменяющих вследствие этого коэффициенты взаимной индукции друг с другом и связанную с ними амплитуду электрического сигнала. Схема дилатометра индукционного типа приведена на рисунке 1.
Схема дилатометра индукционного типа
Рис. 1
Используются одинаковые жестко закрепленные на станине 3 соосные контуры - катушки 1 и 1´ и подвижный небольшой соосный с ними контур - катушка 2, который может перемещаться вдоль оси, снабженной ограничителем 9. Перемещение катушки 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. Контуры 1, 1´ соединены с клеммами 1к - 2к, 5к - 6к, через которые они присоединены «навстречу друг другу» к источнику синусоидального напряжения - звуковому генератору 6. Контур 2 соединен с клеммами 3к - 4к, через которые он к измерительному прибору - цифровому вольтметру 7. Изучаемый образец 10 может быть нагрет или помещен в магнитное или электрическое поле заданной величины. При изменении длины образца 10 катушка 2 перемещается, изменяются коэффициенты взаимной индукции катушек 1-2 и 2-1´, из-за чего амплитуда сигнала в катушке 2 изменяется, что регистрируется цифровым вольтметром 7. Для уменьшения внешних электрических и магнитных наводок на катушки 1, 1´, 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.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |