291139

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т авт, свидетельств; авцсцмо К С 01 п 27/00 6-2 16.1.1968 (И 121162 Заявле с присоединением заявки,Х Приор ите Комитет па дед. й и открцти истроеСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИСПАРЕНИ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ В ВАКУУМ звестных установок цсИзобретение относится к устроиствам лля исследования свойств металлов и сплавов, в частности, для определения физико-химических констант проводящих материалов, например скорости испарения (при различных теипературах), теплоты испаре (ия, а также ,для термогравиметрического анализа.Известны установки для исследования процесса испарения материалов при высоких тем,пературах в вакууме, состоящие из вакуумной камеры с системой регулирования и контроля остаточной атзтосферы, весоизмерительной системы, средств нагрева образца методом пролускания электрического тока, устройства его нагружения и,вакуумных агрегатов,Известны также использование средств нагрева образца электроннолучевым методох, а также устройства для ориентации и снят;(я заряда с исследуемого объекта в виде токо- проводящих связей.Резульгаты проводимых на этих установках экспериментов на одних и тех же материалах ,в ряде случаев весьма существенно отличаются друг от друга в результате различия образцов материала, влияния остаточной атмосферы и способа нагрева, различия метрологических характеристик весоцзмерительных устрой ств.В большинстве и Н. Лукьянов, А. П. Мальков,Э. М. Райбман, В, А. Столяроволмачевукторский институт испытательныхедств измерения масс.юльзуется радиационный нагрев с помощью нагревателей, расголожецных вокруг образца, При этом испаряется материал самих нагревателей, температура которых выше тезтператтры образца, пары оселают на образце,и затс. вновь испаряются с его поверхности.Установки с индукционным нагревом, например фирмы Сарториус (ФРГ), не позволяют проводить длительные испытания в изотермцческцх условиях. Использование в этих установках наро-масляных насосов с предель(.; разрежением 110 о,ьтт рт. ст, исключает исслеловапце материалов, скло к окислсш(ю и карбцлизации, а отсутствие систем ко:(тооля и поллержанця заданной атмосферы нс псзволяет получить полного представления о зависи (осп. процесса испарения от состава и соотношения компонентов остаточной атПредлагаемая установка позволяет провол:(ть исследования процесса испарения при двух прн(ццпцатьно различных методах нагрева в идентичных условиях атмосферного влияния ц взвешивания. Пропусканпе электрпчсского тока чсрез образец п электроннолучевой нагрев лают возможность проводить эксперименты прц температурах до 3000 С ц выше при разрежении нс хуже 110-о лтл рт. ст.55 3Вакуумная камера установки снабжена изолированными токовводами для нагрева образца электрическим током и электронными пушками для нагрева методом электро гной бомбардировки, а также системой нагруже ния образца при нагреве его методом пропус" кания тока. Внутри камеры расположена система мишеней для поочередного их нап; пения с целью изучения кинетики испарения, а весоизмерительпая система содержит устройство ориентации образца (экрана), одновре менно обеспечивающее снятие заряда с ооразца при электроннолучевом нагреве.Наряду с высоковакуумными агрегатамп вакуумная камера снабжена устроиствами для дозированного ввода газов (например, кислорода) и контроля атмосферы.Такое конструктивное решение элементов установки позволяет проводить эксперименты при двух методах нагрева, используя одно весоизмерительное устройство и одну вакуумную систему. С другой стороны, такое решение дает возможность изучить влияние, перечисленных методов нагрева на процесс испарения материалов при высоких температурах как в свободном. так и в напряженном состоянии в остаточной атмосфере известного состава. Все вместе взятое ооеспечивает повышенную чистоту и точность экспериментов.На чертеже изображеча схема,предлагаемой устанозки.В верхнем отсеке 1 раоочей камеры установки расположены аналитические весы 2, нижний отсек 8 предназначен для нагрева образцов. Отсеки соединены узким патрубком 4, через который проходит металлический участок 5 подвески весов. В нижнем отсеке имеются захваты б и вводы 7 для нагрева образца 8 пропусканием электрического тока, а также фланцы для крепления диаметрально расположенных электронных пушек 9. В первом случае объектом взвешивания является экран 1 О, висящий на подвеске в непосредст. венной близости от образца 8; в случае электронной бомбардировки регистрируется вес непосредственно образца 11,У задней стенки нижнего отсека (за образцами) помещен поворотный сектор 12 с мишенями 18, закрытыми защитным экраном с вырезом в средней части (на чертеже не показан). Вырез обеспечивает оптическую видимость образца и одной мишени. Ширина его равна ширине одной мишени. Ось 14 сектора 12 выведена через, крышку камеры посредством магнитной муфты на лицевую плоскость,Один из захватов б образца 8 выполнен подвижным. Растягивающее усилие, создаваемое грузом 15, постпредством гибкой связи 1 б и сильфонного ввода 17 передается на образец, обеспечивая его напряженное состояние.Для снятия с образца при электроннолучевом нагреве, а также для фиксирования положения образца или экрана в случае нагре. за пропусканием электрического тока подвеска ,весов выполнена в виде последовательно) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4.соединенных стержней 20 из изолятора, например фарфора, и проводника 5 (тгоплавкого металла, например, вольфрама), к которому прикреплечы концы трех токопроводящкх нитей-связей 21. Их вторые концы соединены с заземленным корпусом вакуумной камеры. Нити расположены под углом 120 друг к ;,ругу нормально к подвеске, что не снижает чувствительности весоизмерительной системРабочая камера выполнена из нержавеющей стали Х 18 Н 10 Т, для передачи, вращения сл жат магнитные муфты, а разъемные соединения имеют металлические уплотнения,Откачная система состоит из стандартного агрегата ЦВН-2 и стандартного электроразрядпого агрегата ЗРА-2 с предельным пазрежением 110 9 ллх рт. ст. Для дозировки состава остаточной атмосферы ппедназначены ьысоковакуумные конструкции НИИВТ для контроля и регистрации атмосферы - анализаторы НСХ-ЗМ.Одним из двух устройств нагрева температура образца доводится до заданной, при которой начинается его испарение,В случае пропускания тока испарившийся материал конденсируется на экране, расположенном над образцом, По размерам образца, экрана и,расстоянию между ними подсчитывают полное изменение веса образца. Равномерное распределение нагрева по длине достигается с помощью краевых втулок для дополнительного аккумулирования тепла на краях рабочей зоны с целью компенсации потерь через захваты.При электроннолучевом нагреве регистрируется истинное изменение веса образца, закрепленного на подвеске весов. Равномерность нагрева по длине обеспечивается вертикальной разверткой электронных пучков по специальной программе с помощью катушек отклоняю:цей системы 18. Для фокусировки пучка до размеров, не превышающих размеров образца, служит фокусирующая катушка Ы. Заземление образца, необходимое при нагреве, осуществляется нитями-связями, которые одновременно удерживают подвеску в старого вертикальном положении и предотвращают ее колебания.В процессе эксперимента через определенные промежутки времени поворачивают сектор с мишенями, и очередная мишень занимает положение в вырезе, Таким образом происходит периодическое напыление мишеней. По окончании эксперимента анализируют состав конденсата для изу ения кинетики испаоепия. Пр едмет изобретения 1. Установка для исследования процесса испарения материалов при высоких температурах в вакууме, состоящая из вакуумной камеры с системой регулирования и контроля остаточной атмосферы, весоизмерительной си291139 Составитель Т. Родителев Федотов Техред А, А. Камышникова Корректор Л. А. Царьков. едаь Изд, Ъо 143 Заказ 265/8 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Я(-35, Раушская наб. д. 4,5 пография, пр. Сапунова, 2 темы, средств нагрева образца электронноучевым методом, устройства ориентации и нятия заряда со взвешиваемого образца в иде токопроводящих связей, отличающаяся ем, что, с целью изучения кинематики испаения сплавов, рабочая камера содержит припособление для конденсации испарившегося гатериала в заданные моменты времени, выполненное в виде поворотного сектора с укрепленными на нем мишенями, закрытыми защитными экранами с вырезом,2. Установка по п. 1, отлачающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности плавного, изменения условий нагрева, камера оснащена токавводом для нагрева образца пропусканием электрического тока.