Точка затвердевания

Значительных успехов достигла термометрия по сопротивлению. Воспроизводимость платиновых термометров для измерения температур от 630 °С вплоть до точки затвердевания золота стала существенно превышать воспроизводимость эталонных термопар, в связи с чем появились реальные перспективы замены последних более точным интерполяционным прибором. Новые сорта платины позволяют получить для низкотемпературных термометров ве- [c.6]

Вводная глава книги содержит краткое обсуждение понятия температура , обзор истории термометрии и вскрывает важное различие между первичной и вторичной термометриями. В гл. 2 рассматриваются истоки известных международных соглашений о термометрии, обсуждаются развитие и современное состояние Международной практической температурной шкалы. В гл. 3 рассмотрены главные методы измерения термодинамических температур, к которым относится газовая термометрия, акустическая термометрия и шумовая термометрия. В гл. 4 описаны реперные точки температуры, тройные точки и точки кипения газов, точки затвердевания и сверхпроводящие точки металлов. Здесь же рассмотрены требования к однородности температуры при сравнении термометров. Три последующие главы посвящены основным методам практической термометрии, термометрам сопротивления, термопарам и термометрии по излучению. Во всех главах, в том числе и во вводной, даны не только физические основы методов высшей точности, применяемых в эталонных лабораториях, но и их подробное описание. Приведены также примеры измерений температуры в промышленных условиях. Книга завершается краткой главой о ртутной термометрии. Каждая глава дополнена обширной библиографией. [c.9]

Обозначения т.з. — точка затвердевания т.к. — точка кипения. [c.42]

Обозначения т. т. — тройная точка т. к. — точка кипения т. н. к. — точка кипения при нормальном давлении (1 атм) т. з. — точка затвердевания. [c.47]

Ленты дешевле, но менее долговечны. При температурах выше 1600 °С используется сплав с большим содержанием родия или иридия. Такая печь, показанная на рис. 4.6, предназначена для определения точки затвердевания платины, она использовалась также для градуировки термопар по излучению черного тела из корунда до температуры плавления платины 1769 °С (см. гл. [c.145]

ТОЛЬКО немногие капсульные низкотемпературные платиновые термометры сопротивления могут работать при температурах выше точки затвердевания олова (231 °С) и, таким образом, для определения коэффициентов а и б требуются измерения [c.151]

Интенсивное изучение методов и техники точной реализации точек плавления и затвердевания металлов было проведено авторами работ [47—50] и [52—56]. Предел воспроизводимости, достигнутый при реализации точек затвердевания металлов, определяется скорее совершенством термометров, используемых для фиксации переходов, чем самими металлами. Необходимость обеспечить достаточную глубину погружения термометра в среду с измеряемой температурой является сложной проблемой (см. гл. 5). В зависимости от конструкции термометра требуется его погружение в зону однородных температур в пределах от 10 до 20 см, чтобы чувствительный элемент в пределах 0,5 мК соответствовал температуре окружения. Поскольку разница АТ между температурой чувствительного элемента и температурой окружения экспоненциально уменьшается с глубиной погружения, нет больших различий в глубине погружения для точки таяния льда, точки затвердевания олова и даже золота. Увеличение глубины погружения для разных конструкций термометров на 1,5—3 см приводит к уменьшению АТ примерно в 10 раз. В точках затвердевания металлов обычно можно обеспечить достаточную глубину погружения, однако при измерении платиновым термометром сопротивления температур других объектов всегда важным ограничением является однородность их температур. Поэтому выше 500 °С платиновым термометром трудно измерить температуру тела с точностью лучше 50 мК. Отметим в этой связи эффективность применения тепловых трубок для увеличения области очень однородной температуры. [c.169]

Рнс. 4.24. Фазовые диаграммы и коэффициенты распределения для растворенных веществ, которые повышают (а) и понижают (б) точку затвердевания сплава по сравнению с чистым веществом А. [c.172]

Рис. 4.25. Печь для реализации точки затвердевания цинка. / — кварцевая вата 2 — стеклянные трубки 3 — чередующиеся графитовые и керамические диски 4 — платиновый нагреватель на алундовом каркасе 5 — термопары 6 — алюминиевый блок [21].

Этой процедуры охлаждения графитового гнезда достаточно для намораживания вокруг него мантии застывшего металла. Затем затвердевание медленно продолжается, по мере того как тепло уходит через наружную поверхность образца и происходит рост твердой фазы от стенок тигля. Типичная скорость движения границы твердой фазы 2—5 мм/ч [52]. При такой скорости затвердевания в металлах, имеющих не более нескольких миллионных долей примеси, концентрация раствора вблизи намораживающейся твердой фазы такова, что это приводит к понижению точки затвердевания, меньшей 0,1 мК- В результате платиновый термометр регистрирует плато затвердевания. [c.176]

При изучении точки затвердевания сурьмы [55, 54] образование центров кристаллизации последовательно осуществлялось перемещением тигля в другую печь и затем охлаждением гнезда термометра, когда образец уже выходил из переохлаждения. Автор обнаружил, что при такой технике плато затвердевания лежало на 0,6 мК ниже. Он предположил, что этот [c.177]

Таблица 4.7. Понижение точки затвердевания в зависимости от радиуса кривизны поверхности границы раздела твердой и жидкой фаз

Важную роль играют кислородные загрязнения. В настоящее время стало общепринятым защищать металл от кислорода инертной атмосферой в процессе плавления или затвердевания. Это очень важно в случае серебра, поскольку кислород растворяется в расплавленном серебре и приводит к понижению точки затвердевания на 5 мК [И]. Для золота, алюминия, цинка и платины (1769 °С) влияние растворенного кислорода не существенно, в то время как медь [23] (1084,88 С) и палладий [34] (1555 °С) следует тщательно защищать от кислорода. В серебре присутствие кислорода с концентрацией вес.% [c.178]

Проверка адекватности погружения стержневого термометра в реперную точку затвердевания металла проводится путем измерения изменений температуры затвердевания в зависимости от глубины. Вертикальный градиент температуры затвердевания, рассчитанный на основе уравнения Клаузиуса — Клапейрона, был найден равным 5,4 27 и 22 мкК-см- для сурьмы, цинка и олова соответственно. В реперной точке затвердевания вертикального устройства, подобного показанному на рис. 4.25, разность температур между верхней и нижней частями слитка в процессе затвердевания максимальна для цинка и достигает 0,3 мК. Поскольку измерение влияния гидростатического давления на точку затвердевания требует постоянного выведения термометра из слитка по мере затвердевания последнего, здесь могут использоваться лишь термометры, погружаемые на глубину большую, чем минимальная глубина погружения для обеспечения заданной точности измерения. Из рис. 5.15 можно заключить, что для измерения гидростатического эффекта на длине 8 см высота слитка должна составлять 20 см. А если учесть еще и требования к тепловому контакту термометра со средой, то высота слитка для цинка должна при этих условиях составлять 23 см. [c.214]

Применение этого уравнения для конкретного термометра требует градуировки последнего при 0 °С, в точке кипения воды (или точке плавления олова) и в точках затвердевания цинка, серебра и золота. Значения (480,081 °С) и W (630,74 °С) получаются расчетным путем из интерполяционного уравнения (5.23). [c.219]

Во время установления ПТШ-27 возможности улучшения термопары Ле Шателье при увеличении содержания родия в сплаве еще не были известны. Поэтому термопара Р1— 10 % КЬ/Р1 была принята в качестве интерполяционного прибора в интервале от 630°С до точки затвердевания золота 1063°С. В настоящее время шкала в этом интервале температур определяется квадратичным уравнением, константы которого находятся градуировкой при 630,74 °С и в точках затвердевания серебра и золота. При использовании термопары типа 5 удается, таким образом, обеспечить точность не лучше 0,2°С. Основные ограничения возникают в результате окисления родия и изменения его концентрации в сплаве, и исследования показывают [8, 44], что возможности повысить стабильность в основном исчерпаны. [c.279]

Рис. 6.16. кривые отклонения от стандартной справочной таблицы [38] э. д. с. нескольких термопар Р1—13 % КЬ/Р1. Кривые получены по результатам градуировок термопар в точках затвердевания цинка, серебра и золота [27]. [c.300]

Рис. 7.13. Графитовое черное тело, использованное для воспроизведения точки затвердевания золота. / — золото (0,9 кг) 2 — полость черного тела 3 — внешний тигель 4 — платиновый диск с апертурой диаметром 1,5 мм 5 — внутренний тигель 6 — отверстия для термопар.

На рис. 7.13 показана полость, сделанная из графита и используемая для реализации точки затвердевания золота при первичной калибровке фотоэлектрических пирометров. Однородность температуры обеспечивается помещением цилиндрической полости непосредственно в золото. Для исключения прямого зеркального отражения задняя стенка выполняется рифленой. Передняя стенка сделана из платинового диска с отверстием диаметром 1,5 мм. Как отмечалось выше, наличие слабо [c.346]

Равновесие между твердой и жидкой фазами олова (точка затвердевания олова) ) [c.414]

Равновесие между твердой и жидкой фазами цинка (точка затвердевания цинка) [c.414]

Равновесие между твердой и жидкой фазами серебра (точка затвердевания серебра) [c.414]

Существенный прогресс последних лет в эталонной термометрии связан с созданием герметичных ячеек с чистыми газами для воспроизведения температур их тройных точек. Осуществленное по разработанной ККТ программе международное сличение транспортируемых герметичных ячеек разных лабораторий, в том числе ВНИИФТРИ, показало, что их воспроизводимость по крайней мере в несколько раз лучше, чем на традиционной стационарной аппаратуре. Поэтому естественна современная тенденция положить в основу будущей МПТШ в качестве реперных температур только тройные точки в ее низкотемпературной части и точки затвердевания металлов при температурах выше 0° С. Отметим в этой связи превосходные метрологические характеристики точки галлия. В низкотемпературной части МПТШ эта программа, обеспечивающая повышение воспроизводимости будущей шкалы в несколько раз, может быть, без сомнения, реализована вплоть до 24 К, особенно при добавлении к традиционным тройным точкам МПТШ-68 тройной точки вблизи 150 К и точки плавления галлия. [c.7]

Другое изменение, внесенное в 1948 г., состояло в небольшом уточнении температуры, приписанщ)й точке затвердевания серебра, с 960,5 до 960,8 °С. Это позволило уменьшить разрыв производной по МТШ-27 в точке соединения термометра сопротивления и термопары. В интервале, определенном оптическим пирометром, было принято новое значение постоянной С2= 1,438 см К в соответствии с уточнениями значений атомных констант. Кроме того, формула Вина была заменена формулой Планка. Численные расхождения температур по МТШ-27 и МПТШ-48 показаны на рис. 2.2. В 1948 г. было решено также не пользоваться выражением стоградусная шкала и ввести термин градус Цельсия . Это изменение было частично вызвано стремлением устранить возможные недоразумения в тексте на французском языке, где [c.48]

В интервале в МПТШ-68 определяется термопарой из платины и сплава 10 % родия с платиной, градуированной при 630,74 °С, а также в точках затвердевания серебра и золота с использованием квадратичной интерполяционной формулы. Разработаны требования к величинам термо-э. д. с. термопары в реперных точках, которым этот прибор должен удовлетворять при воспроизведении шкалы. В гл. 6 будет показано, однако, что эти требования часто неоправданно строги. Было найдено, что если один из электродов термопары изготовлен из чистой платины, а другой содержит родий в пределах от 10 до 13%, то шкала воспроизводится удовлетворительно. Главная проблема при использовании термопар состоит в их недостаточной воспроизводимости. Причины этого рассматриваются в гл. 6 и хотя они понятны, их воспроизводимость очень трудно улучшить. Проблема в том, что измеряемая термо-э. д. с. возникшая вследствие разности температур спаев термопары, зависит не только от этой разности температур, но и от однородности проволоки электродов термопары. Если электроды не вполне однородны, то измеренная термо-э. д. с. начинает зависеть от конкретного распределения температуры вдоль проволок от горячего до холодного спаев. Найдено, что по этой причине для термопар из Р1 —10% НМ/Р в интервале 630—1064 °С достижимая точность не превышает 0,2 °С. Современные требования к точности измере- [c.55]

В гл. 2 излагалось, каким образом на основе ряда реперных точек и определенных методов интерполяции между ними возникла Международная практическая температурная шкала (МПТШ). Реперными точками первой МПТШ являлись точки кипения кислорода, воды и серы, точки затвердевания воды, серебра и золота. В современной редакции шкалы добавлены точки кипения водорода и неона, тройные точки водорода, неона, аргона, кислорода и воды, точки затвердевания олова и цинка в свою очередь точка кипения серы исключена. В последние годы тройные точки и точки затвердевания считаются более предпочтительными по сравнению с точками кипения по простой причине они могут быть реализованы без необходимости измерять давление. Продолжающийся рост требований к увеличению точности реализации точек кипения приводит к необходимости более точных измерений давления, что сопряжено с очень большими трудностями. Например, для реализации точки кипения воды с воспроизводимостью по температуре 0,1 мК необходимо измерение давления с погрешностью 0,3 Па в свою очередь в точке кипения серы изменения давления 0,3 Па приводят к изменениям температуры на 0,2 мК- Необходимость в расширении МПТШ ниже 13,81 К, т. е. в область, где тройных точек не существует, привело к разработке реперных точек, основанных на фазовых переходах в твердом теле. Наиболее важным шагом в этом направлении явилось принятие в качестве реперных точек нижней части ПШТ-76 температур сверхпроводящих. переходов. [c.138]

Рис. 4.6, Печь с устройством черного тела, применяемая для определения точки затвердевания платины, а 1 — вход аргона 2 — цемент из окиси алюминия 3 — кварцевая крошка 4 — порошок окиси алюминия, б 1 — порошок окиси алюминия 2 — задний нагреватель 3 — термопара 4 — передний нагреватель 5 — труба печи из перекрнсталлизованной окиси алюминия 6 — диафрагма из родия 7 — нагреватель из сплава родня с 40 % иридия 8 — слиток чистой платины 9 — цемент из окиси алюминия.

Предшествующее обсуждение тепловых трубок с регулируемым давлением приводит, естественно, к замечаниям, касающимся реализации точек кипения воды и серы. Единственное отличие описанной выше тепловой трубки от классической аппаратуры для реализации точек кипения воды и серы — с тсут--ствие в последней фитиля, покрывающего всю внутреннюю по--верхность. Роль фитиля, возвращающего конденсат в область испарения, играет здесь просто сила тяжести. Не являясь больше основной точкой МПТШ-68, точка кипения серы (444 С) остается полезной, поскольку обеспечивает удобный способ срав- ения термометров вблизи точки затвердевания цинка. Аппаратура, применяемая обычно для реализации точек кипения воды п серы, показана на рис. 4.11 и 4.12. Усовершенствование этих устройств, позволяющее работать в щироком интервале температур, состоит во введении системы регулирования давления инертного газа, присоединяемой к выходной трубке. [c.150]

Точка затвердевания олова присутствует в МПТШ-68 в качестве альтернативной для определения шкалы, однако аппаратура для реализации точки кипения воды остается очень важной для метрологических лабораторий. Это связано с тем, что [c.150]

Как отмечалось в гл. 2, ККТ давно рассматривает планы замены платинородиевой термопары платиновым терм ометром сопротивления в качестве интерполяционного прибора в МПТШ-68 вплоть до точки затвердевания золота. Нет сомнений, что платина сама по себе является прекрасным материалом для изготовления термометров сопротивления, работающих по крайней мере до 1100°С. Сложность создания практической конструкции термометра заключается лишь в том, чтобы найти способ закрепить проволоку таким образом, чтобы она не испытывала механических напряжений при нагревании и охлаждении, и обеспечить высокое сопротивление изоляции. Удельное электрическое сопротивление, как и термо-э. д. с., является характеристикой самого металла, однако электрическое сопротивление термометра в отличие от термо-э. д. с. является макроскопической характеристикой проволоки, из которой изготовлен термометр, и поэтому зависит от изменения ее размеров и даже от царапин на ней. При высоких температурах [c.214]

Позже было показано, что ограничение термо-э.д.с. в точке золота величиной 30 мкВ, эквивалентное требованию к точности концентрации родия 0,07%, неоправданно строго. На рис. 6.3 показаны расхождения температур, найденных по показаниям ряда термопар типов S и R, градуированных с использованием квадратичного уравнения, температуры 630,74 °С и точек затвердевания серебра и золота [6]. Видно, что расхождения шкал, воспроизводившихся разными термопарами, не превышают 0,1 °С, хотя концентрация родия различается на 3%, а разница термо-э.д.с. в точке золота доходит до 1000 мкВ. Точность термопары типа S была указана выше и поэтому можно считать, что при воспроизведении шкалы нет разницы, какой тип термопары R или S будет использован Ограничения для состава сплавов электродов термопар, без сомнения, должны быть изменены [7], однако ККТ считает необходимым заменить термопару как интерполяционный прибор для воспроизведения МПТШ платиновым термометром сопротивления. [c.280]

Проблемы способа монтажа и выбора огнеупорной изоляции для термопар из благородных металлов тесно связаны с вопросами загрязнения, вызываемого материалами изоляции и чехла. В области температур до точки затвердевания золота и в окислительной атмосфере рекристаллизованная окись алюминия (АЬОз) дает очень хорошие результаты. Это вещество ожет быть очень чистым, имеет высокие электросопротивление и ме- [c.282]

Рассмотрим в качестве примера применение стандартной градуировочной таблицы термопар типа Я. Сама таблица задана в форме полинома [38] (см. приложение V) седьмой степени в интервале температур от —50 до 630 °С и четвертой степени в интервале от 630 до 1064 °С. Вопрос об упрощении математической аппроксимации этой и других справочных таблиц будет рассмотрен ниже. На рис. 6.16 показаны отклонения показаний значительного числа современных термопар от стандартной таблицы Отклонения были измерены [27] в точках затвердевания цинка ( 419 °С), серебра ( 960 °С) и золота ( 1064°С), точность была оценена величиной 0,2°С. Очевидно, что квадратичной формулы вполне достаточно для описания отклонений в пределах погрешности измерений. Сопостав- [c.299]

Метод реперных точек хорошо иллюстрируется при использовании термопары типа 6 для воспроизведения МПТШ-68 между 630,74°С и точкой золота. Реперная точка затвердевания серебра при 961,93 °С позволяет по всем трем значениям э.д. с. вычислить квадратичную зависимость, требуемую для воспроизведения МПТШ-68. Устройство для получения реперных точек затвердевания металлов было описано в гл. 4 (рис. 4.26), и единственно, что необходимо добавить для градуировки термопар, это чехол из окиси алюминия, куда помещается термопара. Плотный чехол недопустим, поскольку необходимо обеспечить свободный доступ воздуха. Термопара типа 5 для измерений самой высокой точности имеет обычно диаметр проволок от 0,3 до 0,5 мм, изолятор диаметром 3 мм и длиной [c.301]

ПОЗВОЛЯЮТ использовать их в таких разнообразных ситуациях, как измерение температуры лопастей турбин авиационных моторов и в сталелитейных печах. В поверочных лабораториях оптические пирометры с исчезающей нитью сейчас вытеснены фотоэлектрическими пирометрами, которые применяются в качестве приборов, используемых для реализации МПТШ-68 выше точки затвердевания золота. [c.311]

Среди специальных термометров упомянем длиннокорпусные калориметрические термометры, метеорологические, клинические максимальные термометры, а также палочные для очень широких пределов измерений, лабораторные и промышленные термометры с вложенной шкалой. Нельзя не упомянуть о термометрах, в которых вместо ртути используется другая жидкость. Для многих случаев, когда требуются измерения ниже точки затвердевания ртути —38,87 °С, могут использоваться различные органические жидкости, такие, как этиловый спирт (до —80°С), толуол (до —100 °С) и пентан (до —200 °С). Метеорологические минимальные термометры также используют спирт в качестве термометрической жидкости и стеклянный указатель минимальной достигнутой температуры, который находится ниже мениска столбика жидкости в капилляре. [c.410]

Техническая термодинамика Изд.3 (1979) -- [ c.136 ]

Гидродинамические муфты и трансформаторы (1967) -- [ c.74 ]

Температура и её измерение (1960) -- [ c.119 ]

Краткий справочник прокатчика (1955) -- [ c.358 ]

Основные термины в области температурных измерений (1992) -- [ c.0 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...