Ячейка для измерения удельного электросопротивления расплавов

87 А ЯО 10 РЕСПУБЛИ Я ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМ(21) (22) (4 б) (72) Х.С.П (71) 3) кап .21 элен ца в 1050 пера ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИ 2856142/18-251712.7923.03.83. Бюл. В 11Д.К.Палчаев, В.П.Пашаев иалчаеваДагестанский государственныйрситет им. В.И,Ленина543,257(088.8)1 ЯЬцбк Ь.6., Яр 1 едРег Р.з Ме 1 аИащ Яос.ой А 1 МГ,5, 1953,Палчаев Д.К. и др. удельноетросопротивление таллия и свининтервале температур 300 К.- .Теплофизика высоких темтур, 1978, 9 4 (прототип). 3(Д) О 01 Б 27/02 У О 01 Н 27/2(54)(57) ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯРАСПЛАВОВ, содержащая капилляр изнепроводящего материала, токовыеэлектроды, расположенные в торцахячейки, и потенциальные электроды,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повьваеиия точности и упрощения конструкции, капилляр выполнен разъемным, состоящим из трехчастей, в торцах разъемов установлены потенциальные электроды в виде шайб из фольги тугоплавкого проводника.Изобретение относится к технике измерения электрических свойств материалов и может быть использовано, в частности, для исследования удельного электросопротивления и термо" ЭДС металлических расплавов, включая расслаивающиеся.Известны ячейки из неэлектропроводящего материала для измерения электросопротивления расплавов четырехконтактным методом.Ячейка состоит из тефлонового капилляра, на концах которого закреплены два резервуара, также выполненные из тефлона. Конструкция ячейки выполнена в видесооб-щающихся сосудов, где перемычкой для резервуара служит капилляр. Два токовых ввода помещены непосредственно в расплав, частично заполняющий резервуары. Потенциальные зонды вставлены в капилляр радиально через короткие иглы,скрепляемые с капилляром замазкой 11.Недостатком ячейки является то, что ячейка не может быть использована при высокотемпературных исследованиях. Использование точечных зондов не представляет воэможности исследования термо-ЭДС расслаивающихся расплавов, так как измеряемая термо-ЭДС не будет соответствовать истинной термо-ЭДС всего расплава, значение которой будет зависеть от расположения каждого зонда относительно слоев расплава.Кроме того, геометрия внутренней полости капилляра на рабочем участке определяется калибровкой . ячейки, например, по ртути при фиксированной температуре, результаты для которой определены с соответствующей погрешностью. Наиболее близ.ким техническим решением является ячейка для высоксггемпературных ис" следований электросопротивления и термо-ЭДС металлических расплавов, которая содержит капилляр из непроводящего материала, токовые электроды иэ графита на торцах ячейки, потенциальные электроды. Токовые электроды и графитовые штифты к капилляру крепятся высокотемпературной замазкой. Головки двух хромель- алюмелевыхС термопар вставляются в графитовые штифты, однородные прово да которых используются для измерения разности потенциалов на образце. Графитовые штифты служат потенциальными зондами. Ампула с образцом закладывается в разъемный медный блок с торцовыми нагревателями, устанавливаемыми вертикально по оси основного нагревателя.Сечение капилляра при известной длине определяется по результату гидростатического взвешивания его%в дистиллированной воде. Основнойвклад в погрешность измерения вносится неопределенностью длины рабочего участка образца, не превышающей величину диаметра потенциального зонда 23.Недостатком известной ячейки является то, что точность ограничена диаметром (0,30-0,35 мм) потенциальных зондов, достижимым для гра 10 фита и других тугоплавких проводников в связи с их хрупкостью. Кроме того, при вертикальном расположении капилляра ячейкй невозможно проводить измерения удельного электро 15 сопротивления и термо-ЭДС, вместе стем использование точечных зондовдаже при горизонтальном расположенииячейки исключает возможность измерения термо-ЭДС по причине, отмеченной2 О вышеЦель изобретения - повышение точности измерения электросопротивленияи реализация возможности исследованиятермо-ЭДС расслаивающихся расплавов,25 Укаэанная цель достигаетяя тем,что в ячейке, содержащей капилляр изнепроводящего материала, токовыеэлектроды, расположенные в торцахячейки, и потенциальные электроды,капилляр выполнен разъемным, состоящим из трех частей, в торцах разъемовустановлены потенциальные электроды ввиде шайб из фольги тугоплавкого проводника,На чертеже изображена ячейка дляизмерения удельного электросопротивления и термо-ЭДС металлических расплавов. Капилляр 1 из неэлектропроводящего огнеупорного материала разрезан на три части и между плоскопа 4 О раллельными торцами этих трех частейзажаты две шайбы 2 из фольги тугоплавкого металла.Внутренний и внешний диаметры 45 используемых шайб совпадают соответственно с внутренним и внешним диаметрами капилляра.К лепесткам, оставленным по внешнемупериметру шайбы, привариваются точечной сваркой термопары 3. Однородные провода термопар используются для измерения разности потенциалов на образце. На концах капилляра крепятся графитовые электроды 4. Ячейка снабжена токовводами 5, медным блоком б с торцбвыми нагревателями 7 и нагревателем 8.Принцип работы ячейки для изме"рения удельного электросопротивле"ния и термо-ЭДС расплавов заключается в следующем.Конструкция ячейки стягиваетсятоковводами 5 по оси капилляра и закладывается в медный блок б с торцовыми нагревателями 7. Шайбы 2 контактируют с залитым в ячейку расЗаказ 2128/бб Тираж 871 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП фПатент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 плавом, обеспечивая по всему пери- метру надежный электрический кон.такт. После удаления образца и снятия стягивающего усилия электродов, капилляр легко распадается на части,Для измерения удельного электро сопротивления к электродам подводится постоянное напряжение и через образец пропускается ток. Падение напряжения на участке длины между зондами измеряется однородными проводами 30 термопар. Затем по известным значениям тока, напряжения и геометрии капилляра определяется удельное электросопротивление.Нри измерениях термо-ЗДС при кладываемое .напряжение к образцу отключают и. устанавливают вдоль него градиент температуры нагревателями 7. Необходимые значения градиента температуры и.разности потенциалов для Расчета термо-ЭДС определяют соответственно термопарами и однородными проводами последних.Общий нагрев при измерениях удельного электросопротивления ич термо-ЭДС осуществляется нагревателем 8. Ячейка выгодно отличается от существующих тем, что при прочих равных условиях среднеквадратичная погрешность,измерения удельногоэлектросопротивления с доверительной вероятностью 0,95 для аналогасоставляет 0,5, а при использовании предлагаемой ячейки с шайбамииз фольги толщиной 0,1 мм составляет 0,1%. Кроме того, представляется возможность измерения суммарных значений удельного электросопротивления и термо-ЗДС расслаивающихсярасплавов, благодаря усреднениюпотенциала по периметру. Конструк"ция ячейки предполагает частичнуюразборку для удаления остатковобразца после исследования, исключая необходимость применения вы сокотемпературной замазки при повторной сборке и, как следствие,необходимость процессов сушки и тер,мической обработки замазки,