Устройство для испытания образцов керамических материалов на изгиб

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 0379 А а аи М 3/20 ОПИСАНИЕ, ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ удового К ичесжий и чност урах,8,, с. 7 ТЬе сЬ 1 а.1 оц г" 33,ПЫТХ МАоснова а него с ра ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Московский ордена Трного Знамени инженерно-физтут(56) 1. Писаренко Г.С. и др. Проматериалов при высоких температКиев, фНаукова дугласа", 1966рис. 56.2. Ечапэ А.6., Оач 1 дде В.Ч.эйгепдйЬ апо 1 тгассиче о 1 ьСо 1вейг 1 с ро 11 усгубйа 111 пе ООпа 1 о 1 Мос 1 еаг Иайег 1 а 1 ь". ч.1969, М 3. р. 219. (прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСНИЯ ОБРАЗЦОВ КЕРАМИЧЕСКИРИАЛОВ НА ИЗГИБ, содержащеение, закрепленный на нем термостамый корпус, размещенные внутрицилиндрический полый нагревательположенными в нем опорами для закрепления испытуемого образца, нагружатель,щенсон, прибор для измерения термо-ЭДС. и связанные с ним термопары, о т и и.-.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью с- повышения точности испытаний, пуансон ии 1: опоры выполнены из материала, обладакьщего собственной ионной проводимостью,-а устройство снабжено связанной с наь гружателем керамической втулкой со ступенчатым осевым отверстием, в болееширокой части которого установлен пуаЬ. сон, керамическим опорным элементом,установленным на основании и имеющим. дза продольных отверстия, в которых установлены опоры, двумя дополнительныминагревателями, выполненными в видепластин, установленных на обращенныходин к другому торцах втулки, и опорно: го элемента, термопары установлены в Е отверстиях втулкии опорного элементи закреплены у оснований пуансона и . уе-, опор с возможностью поочередного под.:ключения электродов к прибору для изме с- уения термо-ЭДС.1 10Изобретение относится к испытатепьной технике, в частности к устройствамдня испытания образцов керамическихматериалов на изгиб.Известно устройство для испытанияобразцов керамических материапов наизгиб, содержащее основание, эакреппенный на нем полый нагреватель, размещенные внутри него опоры дпя креппения испытуемого образца, пуансон инагружатепь 1 1.Наиболее бпиэким к предпагаемомупо технической сущности и достигаемомуреэупьтату явпяется устройство для иопытания образцов керамических материапов на изгиб, содержащее основание, эакреппенный на нем термостатируемыйкорпус, размещенные .внутри него ципиндрический попый нагреватель с расположенными в нем опорами из керамического материала для эакрепнения испытуемого образца, нагружатепь, пуансониз керамического материала, прибор дпяизмерения термо-ЭДС и связанные с нимтермопары 2Общим недостатком указанных устройств явпяется низкая точность испытаний, обусловленная напичием градиентовтемпературы в образцах, что вызывает, изменяются его прочностные свойства.Цепь изобретения - повышение точности испытаний,Указанная цель достигается тем, чтов устройстве для испытания образцов керамических материалов на изгиб, содержащем основание, закреппенный на немтермостатируемый корпус, размещенныевнутри него ципиндрический попый нагреватель с расположенными в нем опорамидля закреппепия испытуемого образца, нагружатепь, пуансон, прибор дпя измерениятермо-ЭДС и связанные с ним термопары,пуансон и опоры выполнены из материапа,обладающего собственной ионной проводимостью, а устройство снабжено связаннойс нагружатепем керамической втупкой соступенчатым осевым отверстием, в бонввширокой части которого установлен пуансон, керамическим опорным эпементом,установпенным на основании и имеющимдва продопьных отверстия, в которых уотановпены опоры, двумя допопнитепьныминагреватепями, выполненными в виде ппастин, установпенных на обращенных одинк другому торцах втулки, и опорногоэлемента, термопары установпены в отверстиях втупки и опорного эпемента и 40379 1 эакреппены у оснований пуансона и опорс воэможностью поочередного подключенияэпектродов к прибору для измерения тер-.мо-ЭДС.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство дня испытания образцовкерамических материалов на изгиб содержит основание 1, закреппенный на нем30 термостатируемый корпус 2, размещенные внутри него цилиндрический попыйнагреватепь, выпопненный в виде кера. мической трубы 3 с навитой на нее спирапью 4. Внутри трубы 3 размещены15 керамическая втулка 5, связанная черезшток 6 с нагружателем (не показан),и керамический опорный элемент 7, устаьновленный одним своим торцом на основании 1. Во втупке 5 вьпопнено ступен 0 чатое осевое отверстие 8, в более широкой части которого установлен пуансон 9,выпопненный в виде заостренного стержня из материала, обладающего собственной ионной проводимостью, например, иэ25 Е 1" О или 1 "и О. В опорном эпементе 7выпопнено два продольных ступенчатыхотверстия 10 и 11, в бопее широкойчасти которых установпены опоры 12 и1 3, выполненные также в виде заостренЗ 0 ных стержней иэ того же материала, чтои пуансон 9 Доюпнительные нагреватепи14 и 15, выполненные в виде ппастин,установлены на обращенных один к другому торцах втулки 5 и опорного элемента 7 и соединены с источником питания (не показан). Термопары 16-18,установпенные в отверстиях 8,10 и 11опорного элемента 7 и втулки 5, закреплены у оснований пуансона 9 и опор4012 и 13 и подкпючены к потенциометру16 дня регистрации температуры материала опор 12 и 13 и пуансона 9, а по ододрому эпектроду термопар 17 и 18подключены через перекпючатель 19 к45прибору 20 дпя измерения термо-ЭДС,например ампервольтметру. Термопара21, служащая для измерения температууааобразца 22, закреппена вбпиэи него иподкпючена к свободному канапу потенциометра 16,Устройство работает спедующим образом.На опоры 12 и 13 устанавпиваютиспытуемый образец 22, герметиэируюткорпус 2 и создают в нем низкое пар 5 циапьное давление киспорода для предотвращения окиспения образца 22. Вкпючают спирапь 4 и нагревают образец 22до заданной температуры, которую конт3 10403 ропируют с помощью термопары 21.Термоцары 16-1 8 при этом показывают температуру нагрева материапа опор 12 и 13, а также пуансона 9, Еспи на термопарах 16-18 набпюдают различие температур,.то смещением керамической трубы 3 вдоль ее оси находят область, в которой термопары 16-18 показывают одинаковую температуру. Затем переклю чатепем 19 подкпючают по одному 10 эпектроду термопар 1 7 и 18 к прибору.20 дпя измерения термо-ЭДС, в реэуньтате чего образуется апектрическая цепь, электрод термопары 17 - ионный проводник материала опоре 13 - образец ц 22 - ионный проводник материала пуаесона 9 - эпектрод термопары 18 и при-, бор 20 для измерения термо-ЭДС. При наличии градиента температуры между опорой 13 и пуансоном 9 в испытуемом,2 О образце 22 происходит термодиффузия ионов киспорода и перераспределение эпектрического заряда при этом возникает термо-ЭДС, величина которой опредепяется типом материалов образца 22, опор 12 и 13 и пуансона 9. В атом случае прибор 20 покажет разность тер мо-ЭДС, развиваемых между опорой 13 и образцом 22, которая будет тем выше, чем больше градиенты температуры концентрации киспорода в образце 22. В месте контакта нагретого керамического образца 22 с опорой 13 и пуансоном 9,794изготовленными иэ материапа, обпадающего собственной .ионной проводимостью,развивается термо-ЭДС значительно бопеевысокая, чем в термопарах 16-18, иснедоватепьно, даже при небопьших градиентах температуры 1015 К междуопорой 13 и пуансоном 9 интервал изменения термо-ЭДС будет бопее эначи-.тепьвым, что позволяет с высокой точностью контрочировать изменение температуры по сечению образца 22 при проведении испытаний. При наличии градиентатемпературы по сечению образца 22включают дополнительные нагреватели 14и 15 и выравнивают температуру по сечению образца, в реэупьтате чего разность термо-ЭДС между контактами оп(ры 13, пуансона 9 и образца 22 будетравна нупю. Это означает отсутствиеградиента температуры в образце 22, атакже отсутствие покапьных градиентовсодержания кислорода в испытуемых керамических материапах. После устранения температурных градиентов в образце22 вкпючают нагружатель и регистрируютпараметры разрушения образца 22, по ко.торым судят о прочности материапа. Устройство позволяет повысить точность испытаний керамических материапов эа счет устранения градиентов темпе ратуры и киспорода в испытуемых образцах.1040379 емчик оррек 920/47 Тираж 873 ВБ 1 ИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рсвое Зака итета СССР ткрытийушская" наб.,фПатент", г. Ужгород, уп. Проектюя, 4 лиа Составитель В. ГринеРедактор А, Власеихо Техред Т.Фанта