Способ измерений теплоемкости и изменений энтальпии при фазовых превращениях материалов

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ ИИЗМЕНЕНИЙ ЭНТАЛЬПИИ ПРИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к тепловым испытаниям и может быть использовано для определения теплофизическиххарактеристик материалов. Цель изобретения - повышение точности и упрощение испытаний. В процессе испытанийконтрольный и исследуемый образцы приводят в тепловой контакт с источни-.ком теплоты, регистрируют изменениеразности температур между образцамии между контрольным образцом и ис"точником теплоты, температура которого монотонно изменяется. При этомразность температур между контрольнымобразцом и источником поддерживаютпостоянной,5 21) 4477534/31-222) 07,07.8846) 23,09,90. Бюл. У 3572) В.А. Вертоградский и Л.С г а.методы 151.ение алори- запасенблуче-;,.рименанализа. - МЗавадская дифференциал метр ной и нии.та, 1 ии для ионными- Прибо 966, У Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к измерениям теп лоемкости и изменений энтапьпии при фазовьйс превращениях материалов,Цель изобретения - повышение точности и упрощение испытаний.Согласно изобретению исследуемый и контрольный образцы изготавливают равными по объему и конфигурации.Контрольный образец изготавливают иэ материала с известной теплоемкостью в температурном интервале испытаний, Размещают образцы в полостях металлургического блока, вь 1 полняющего роль источника тепла для образцов при их нагреве. Образцы отделяют от., блока равньяи тепловыми сопротивлениями. Предусматритемпературца Ь. Размтеля с упрности. Выбиуправляютподдержать3 ) 0 темпер но повышатемпературрремени,ормуле вают 1 Ф/С 1- -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПРИ ГКНТ СССР вают регистрацию разностиблока и контрольного образщают блок внутри нагревавляемым вводом в него мощрают заданный уровень 4,агревом блока так, чтобызаданное значение б . Приатура блока. будет монотонся. Регистрируют разностьобразцов в зависимости отискомую величину рассчи 1594403где С - теплоемкость контрольногокобразца, Дж/(К м);Р - разность температур исслецуемого и контрольного образ(2) А(Т, - Т,);(3) где С - время;Т - температура исследуемого оборазца;Т - температура источника теп 8лоты;А - коэффициент пропорциональности, учитывающий тепловоесопротивление и геометрический фактор.Повышение точности достигается за счет равной чувствительности регистрации измеряемых величин в температурном интервале исследования. Для доказательства этого в расчетную формулу введем безразмерные величины 30 У= Р/д иС=Т/А (4) Расчетная формула примет вид С . (5) ц Т:аТЙи Из (4), (5) ясно, что невыполнение условия А = сопя сопряжено с изменением масштаба регистрации величи ны Р, обнозначно связанной с величинойеПоложительный эффект - упрощение испытаний - состоит в упрощении управления режимом нагрева, что достигается изменением температуры источника теплоты с тем, чтобы в соответствии с предлагаемым способом постоянное значение величины д (в известном способе имеется изменяющееся во вре 55мени значение температуры блока). Крсме того, упрощение испытаний состоит в том, что поддерживание 3= сопят исключает величину а из числа велицов;Д - разность температур источника теплоты и контрольногообразца;Т - температура контрольного обкразца.Расчетная формула получена иэ уравнений теплового баланса для исследуемого и контрольного образцов в виде 15 чин, которые необходимо непрерывно регистрировать во времени. При реализации способа учет изменения Д во времени потребовал бы дополнительного потенциометра типа ПДП 4-002.П р и м е р. В качестве источника тепла используют молибденовый блок в виде цилиндра диаметром бО мм, высотой 70 мм, В блоке предусмотрены цилиндрические полости для образцов. Диаметр полостей 15 мм, а глубина 65 мм, Образцы выполняют в виде цилиндров диаметром 12 мм и высотой 12 мм, Тепловые сопротивления выполняют в виде керамических проставок и засыпки из окиси алюминия. Контрольный образец выполнен из чистого молибдена, Температуры образцов и блока измеряют вольфрам-рениевыми термопарами ВР 5/20 (градуировка 3). Рабочие концы термоэлектродов приваривают непосредственно к образцам и к блоку. Блок находится в печи с вольфрамовым нагревателем, которую размещают в вакуумно-плотной водоохлаждаемой камере. Эксперименты проводят в среде аргона, Регулирование мощности печи осуществляют регулятором температуры типа ВРТ. Разность температуры блока и контрольного образца усиливают фотоусилителем Ф 11 б/2 и подают на блок сравнения регулятора температуры. Выбранному значению Д соответствует ЭДС, равная 01 мВ. Оно подается встречно на блок сравнения регулятора температуры. Таким образом, регулятор температуры ВРТнастроен на поддержание нулевого значения.Разность температур Р в зависимости от температуры Тк регистрируют на двухкоординатном потенциометре типа ПДП 4-002, В качестве объектов исследования служат многокомпонентные никелевые сплавы типа ЖС. Регистрируют зависимость Рот Т,мпературной области "растворения" интерметаллидной фазы при 500-1250 С.Предлагаемый способ может найти широкое применение при исследованиях теплофизических свойств и при технологическом контроле материалов в различных отраслях народного хозяйства.Формула изобретенияСпособ измерений теплоемкости и изменений энтальпии при фазовыхСоставитель В. МарченкоРедактор С. Пекарь Техред И,Ходанич Корректор М. МаксимишинецЗаказ 2823 Тираж 496 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 5 159 превращениях материалов, состоящий в том, что исследуемый и контрольный образцы приводят в тепловой контакт с изотермическим по объему источником теплоты через тепловые сопротивления, монотонно изменяют температуру источника теплоты, регистрируют изменение разности температур образцов и разность температур источника теплоты и контрольного образца, на 4403 Ьосновании чего рассчитывают искомыевеличины, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности 5и упрощения испытаний, йзменение температуры источника теплоты осуществляют в режиме обеспечения в процессе измерений постоянного заданногозначения разности температур источника теплоты и контрольного образца,