Способ изготовления и кондиционирования образцов замороженных жидких диэлектриков

Союз СоветскикСоциалисткческниРеслублнк АВТОРСКО ИДИ ТЕЛЬСТВ) Дополнительное к авт. свид-ву 8,79 (21) 2809074/18-2(22)Заявлен 1/28 присоединением заявки М28).П риори тет -Гееударстканый колют делам язебретенкй и открыткй Опубликовано 23.08.81 Бюллетень Р 6 31Дата опубликования описания 23,08.81 53) УД К 543,053(72) Автор А, М. Оказов изобретен Ордена Трудового Красного Знамени институт астрофйзнк АН Таджикской ССР 1) Заявител(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ ЗАМОРОЖЕННЫХ ЖИДКИХ ДИЭЛЕКТРИКОВ лелем и шлифованиемоводят пластинку до нуж аэец льда дами конческие хаИзобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано дляизготовления н кондиционирования образцовзамороженных жидких диэлектриков для измерения их диэлектрических характеристик в диапазонах звуковых и радио-частот.Наиболее близким к предлагаемому является механический способ изготовления образцовльда, заключающийся в том, что исходную навеску жидкости предварительно замораживаютв специальной холодильной камере, т.е. внерабочего объема измерительной ячейки, а затемиз полученного блока льда механическим спо.собом вырезают пластинку нужной формы иразмеров.После этого скаль ианаждачной бумаге даной толщины,Поставленный таким способом обрпомещают между плоскими электроденсатора и измеряют его диэлектрирактеристики 111,Однако этот способ приготовления образцовльда не исключает полностью изменение структуры образца и является трудоемким и менеетехнологичным. В процессе механической обработкн при отрицательной температуре на обрезце могут возникнуть трещины термическогои механического происхождения, а также по.ф явится пузырьки воздуха, чем изменяют структуру и диэлектрические свойства образца. Кро.ме того, этим способом трудно выполнить условие плоскопараллельности поверхностен аб.разца, обеспечить плотный (без воздушной про.ф слойки) контакт с измерительными электрода.ми конденсатора, при измерении диэлектрических характеристик, Избежать этих недостатковравносильно искажает результаты измерениядиэлектрических характеристик,ф Цель изобретения - предотвращение измене.ния структуры и исключение механической об.работки и загрязнения образца диэлектрика,Поставленная цель достигается тем, что замо.ражнвание жидкости осуществляют в измерительной ячейке прн непрерывной откачке воздуха, затем проводят контролируемое разморв.живание и отсос талой, жидкости, причем эамо.раживание яадкости производят посредством7779 4ванин проходит со скоростью 10 С/ч и конт.ролируется при помощи медьконстантовой термопары (диаметр проводов 0,1 мм) н потенциометра ПП.63 или электронного милливольтметра ПП или электронного милливольтметраВ 2-3, После полного замораживания воды повсему объему при достижении - 30-37 С пода.ют постоянное стабилизированное напряжениена электроспираль 7, Подводимая к спиралимощность составляет 100 - 150 Вт. Процесс от.таивания льда начинается с поверхности, соприкасающейся с корпусом ячейки. Талую водуудаляют при помощи инъекционного шприцас длинной иглой после разгерметизации ячейки.После принятия образцов формы и размеровэлектродов конденсатора, ток через электроспираль выключают и продолжают охлаждениеобразца до - 185 С. При этой температуре образцы выдерживают 8 - 12 ч и более после че го измеряют относительную диэлектрическуюпроницаемость Е методом вторичных биений.Численные значения Е для образцов, изготовленных предлагаемым способом, равны6. = 3,02, тогда как без удаления лишней125 массы льда Е = 2,927, при этом отклоиениеот наиболее точного численного значения (известного) равного 3,0, составляет 2,43% (приточности метода измерения 6:10 Я).Использование предлагаемого способа позво ляет уменьшить затраты труда и времени наизготовление одного образца льда 1,0 примерно в 3 - 4 раза по сравнению с известным и нетребует использования специальной холодильной камеры, другого оборудования кроме то 35 го, что необходимо для изучения диэлектрических характеристик льдов в условиях. имитирующих космические. 40 Формула изобретения 1, Способ изготовления и койдиционированияобразцов замороженных жидких дизлектриков, включающий замораживание жИдкости, прида ние образцу льда формы и размеров измерительных электродов конденсатора, выдержку и хранение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью предотвращения изменения структуры исключения механической обработки и загрязнения образца диэлектрика, замораживание жид.кости осуществляют в измерительной ячейке при непрерывной откачке воздуха, затем проводят контролируемое размораживание и отсос талой жидкости. П р и м е р. Проводят опьггы по изготовлению образцов льда НзО и измеряют их диэлектрическую проницаемость на высоких час 50 тотах (300 - 700 кГц), Дистиллированная вода медленно замораживается в вакуумируемой ячейке, изготовленной из химически неактивных материалов (нержавеющая сталь, фтора.пласт). Выхолаживание потенциальных элект 55 родов 5 производят при помощи алюминиевого стержня, опущенного в сосуд с жидким азртом (применяют стержни, разные диаметром 10 - 30 и длиной 50 - 100 мм). Процесс заморажиохлаждения потенциальных электродов конденсатора, а размораживание проводят при одно.временном и контролируемом подводе теплак корпусу измерительной ячейки и подводахолода к потенциальным электродам.Производят медленное замораживание предварительно очищенной жидкости в рабочемобъеме измерительной ячейки при непрерывнойоткачке воздуха вакуумным насосом и маломподводе холода к потенциальным электродамконденсатора, смонтированного в корпусе ячейки,Процесс замораживания жидкости контролируют при помощи термопары и по степени ва.куума визуально через оптическое окно. Послеполного замерзания жидкости лишнюю массульда вокруг электродов удаляют путем, ее контролируемого оттаивания и отсоса талой жидкости при непрерывном подводе холода к потенциальным электродам конденсатора и теплак корпусу ячейки. Поскольку оттаивание лишней массы льда вокруг электродов происходитпри одновременном подводе холода к электродам, а толщина ледяного цилиндра достаточнобольшая, то за время оттаивания заметных изменений структуры образца не происходит. Кроме того, в процессе оттаивания льда образуется слой воды, покрывающий цилиндрическуюповерхность образца. который изолирует ледот глубокого проникновения тепла в объемечерез поверхность образца, Процесс оттаиваниялишней массы льда вокруг электродов проте.кает продолжительное время при более высокой температуре в образце.На чертеже показана измерительная ячейкадля изготовления образцов замороженных жидких диэлектриков и измерения их диэлектрических характеристик в условиях, имитирующиекосмические, в диапазонах звуковых и радио.частот, общий вид с вырезом,Устройство глубокого охлаждения образцаи вакуумирования не показаны.Измерительная ячейка имеет вакуумируемыйцилиндрический корпус 1 с разъемной крышкой 2, электроды 3 - 6 конденсатора разборногос внешними выводами и электроспираль 7. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что замораживание жидкости производят посредством охлаждения электродов конденсатора., Проектная, 4 ПП "Патент", г. Ужгоро Фи 3. Способ по и. 1-2, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что размораживание проводят при одновременном и контролируе мом подводе тепла к корпусу измерительной ячейки и подвода холода к электро. 6Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Хохлов Г, П, Исследование электрическиххарактеристик пресного льда на различных моделах его текстур. физика льда, Труды ААНИИ,т. 295, 1970.