Устройство для определения изотермической

О ПИСА Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Соеетеких Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельстваявлено 06.1 Х.1969 (Л: 1362487/26 ЧПК 6 01 п 3 с присоединением заявки Ю ПриоритетОпубликовано 01.Х,1971. Бюллетень29Дата опубликования описания 23.Х 1.1971 Комитет по делам изобретений и открыт при Соеете Миниотро СССР. Назаренко краинской ССР СТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗОТЕРМИЧЕ СЖИМАЕМОСТИ ОТВЕРДЕВШИХ ГАЗОВ явитель физико-технический Изобретение относится к устройствам для измерения изотермической сжимаемости отвердевших газов и может быть использовано в исследованиях по физике конденсированного состояния вещества.В настоящее время для изучения изотермической сжимаемости отвердевших газов широко применяются установки, на которых сжимаемость определяется методом смещения поршня, К поршню, входящему в измерительную ячейку, прикладывается давление - он смещается, сжимая образец исследуемого вещества, заполняющего измерительную ячейку. Ячейка помещается в криостат и термостатируется для выполнения изотермических условий опыта. Измерив величину смещения поршня, находят изменение объема или плотности образца, вызванное изменением давления, и определяют сжимаемость.Так как отвердевшие газы в значительной области существования твердой фазы характеризуются повышенной пластичностью, то в указанных установках необходимо тщательное уплотнение поршня, чтобы предотвратить экструзию образца, которая может совершенно исказить результаты измерений. Тщательное уплотнение вызывает, однако, сильное затирание поршня, вследствие чего точность и чувствительность измерений сжимаемости с помощью таких установок получается низкой, особенно в весьма интересной для физики отвердевших газов области небольших давлений (О - 200 ат,я). В силу рассмотренных особенностей данные, получаемые с помощью известных установок, надежны лишь для давлений, превышающих 200 ат,я.Цель изобретения - повышение точностиизмерения сжимаемости в области давлений примерно до 200 атлх.Цель достигается следующими средствами.В верхней части ячейки помещен нагреватель, создающий над образцом жидкую фазу того же вещества, что и образец, а над жидкой - газообразную, и вывод от верхней части 15 ячейки подсоединяется к обычной газовойсистеме высокого давления, Таким образом устраняется необходимость применения,поршня как передатчика давления на образец. Затирание в этом случае определяется только 20 трением образца о стенки и внутренним тре.нием и, вследствие значительной пластичности отвердевших газов, существенно меньше (в 20 - 100 раз, в зависимости от исследуемого газа и температуры измерений), чем при на личии поршня.В нижней части ячейки установлен изолированный от корпуса токопроводящий стержень, включенный в схему измерения емкости; изменение плотности, вызванное изменением 30 давления, определяют по изменению емкости,Это приспособление принимает на себя функции поршня как индикатора изменения плотности, а так как общеизвестна высокая эффективность преобразования изменений плотности вещества в изменение емкости, то с помощью такого приспособления можно сущсственно повысить точность измерения сжимаемости за счет уменьшения затирания в ячейке.На фиг. 1 представлена общая схема установки; на фиг, 2 - дан чертеж измерительной ячейки в разрезе.Устройство состоит из криостата 1, в который помещена измерительная ячейка, системы 2 создания гидростатического давления, присоединенной к ячейке в ее верхней части, схемы 3 термостатирования 1 и измерения температуры ячейки, схемы 4 подогрева и контроля температуры верхней части ячейки, а также схемы 5 измерения емкости, подключаемой к изолированному токопроводящему стержню б (фиг. 2) в нижней части ячейки, Этот стержень имеет наконечник 7 из твердого высококачественного диэлектрика, например, пл авленного кварца, для уменьшения влияния на результат измерения неоднородности образца, нвизбежно возникающей у конца стержня. Длина токопроводящей части стержня, входящей,внутрь измерительной ячейки, определяет длину рабочей части образца и,составляет 0,3 - 0,5 длины ячейки, что необходимо для достижения одно 1 родности температуры в рабочей части образца.В стальной корпус 8 ячейки впрессована массивная медная втулка 9 для уменьшения градиента температуры по образцу. Верхнюю часть ячейки образует переходник 10, выполненный из материала с плохой теплопроводностью, например, стали Х 18 Н 9 Т, предназначенный для уменьшения теплопритока к образцу от нагревателя 11, создающего жидкую фазу исследуемого вещест 1 ва. Трубочка-ввод 12 соединяет ячейку с системой высокого давления.Стержень б уплотняют во втулке 13 из твердого диэлектрика, например, плавленного кварца. Уплотнение осуществляют по притертой конусной поверхности в нижней чали стержня с помощью гайки 14 и шайбы 15, а уплотнение диэлектрической конусной втулки 13 - по соответствующей конусной поверхности металличесьои вгулки 16 с помощью кольцевой прокладки 17, поджимаемой втулкой 18 с резьбой па наружной поверхности.Газ, твердый образец которого необхочимо 10 исследовать, кондснсируют из системы высокого давления в предварительно охлажденную ячейку; он пос 1 упает в ячейку по вводу 12.Производя дальнейшее понижение температуры и повышая давление, получают образец ог вердевшего газа, плотно заполпяюгций измерительную ячейку. С помощью схемы термостатировання ячейки устанавливают тр бусмую температуру образца, а в верхней части переходника с помощью нагревателя устапав - 20 ливают температуру, соответствующую сущ.: -ствованию жидкой фазы исследуемого газа.Изменяя давление, определяют пзмспеппеплотности образца в рабочей части ячейки с помощью схемы измерения емкосги. Зная пз менение давления и соответствующее изменение плотности, определяют сжимаемость,Предмет изобретения30Устройство для снгредслсния пзотермпческойсжимаемости отвердевшгх газов, содержащее криостат с размещенной в псм измери. льной 35 ячейкой, средство создания давления на образец, систему термокоптроля и термостатирования ячейки, отличаощееся тем, что, с целью повышения точности и пскгпочения поршневого привода, верхняя часть ячейки снабже на втулкой, выполненной из материала, теплопроводность которого ниже теплопроводности материала ячейки, причем верхняя часть втулки снабжена нагревателем, а в нижнюю часть ячейки введен изолированный от ячей ки токопроводящий стержень, включенныйвместе с ячейкой в схему измерения емкости