Методы определения термических коэффициентов расширения

В настоящей главе рассмотрены основные теоретические представления о термическом расширении монолитных материалов. Обсуждаются методы определения термического коэффициента расширения и сравниваются рассчитанные по формулам, выведенным с различными допущениями, и экспериментальные данные о термическом расширении композиционных материалов. Анализ имеющихся данных показывает, что существующий уровень знаний в этой области еще недостаточен. [c.245]

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАСШИРЕНИЯ [c.250]

В литературе имеется небольшое количество работ, посвященных разработке приборов для определения термического коэффициента линейного расширения полимерных пленок [34 35 36, с. 290]. Это объясняется трудностью измерения длины пленок из-за их гибкости и склонности к самопроизвольному изменению формы или прилипанию к подложке при нагревании. Поэтому конструкция прибора должна предусматривать устройство, предотвращающее возможность изгиба и прилипания пленки. По этой же причине измерять длину пленок можно только бесконтактными методами. [c.176]

Метод кольца успешно применяется с давних пор в производстве накладных стекол для определения соответствия коэффициентов термического расширения всех слоев наклада и заключается в том, что на наружной глазурованной стороне кольца наносят две метки и между ними распиливают кольцо. По изменению расстояния между метками — расхождению или сближению концов и судят о характере напряжений. В первом случае коэффициент термического расширения глазури больше, чем у черепка, а во втором случае — наоборот. Этот метод позволяет производить качественную оценку напряжений и вычислять их значения. Однако определять изменения напряжений между глазурью и черепком, которые возникают при изменениях температур, указанным методом невозможно. [c.152]

Определение коэффициента термического расширения. Коэффициент термического расширения эмалей можно просто контролировать методом изгиба двойной нити [572, стр. 161]. Из расплава эталонной эмали с известным коэффициентом расширения и из испытуемой эмали вытягивают цилиндрические стержни диаметром 4—б мм и длиной 100—200 мм. Концы стержней нагревают в пламени стеклодувной горелки, расплющивают и спаивают друг с другом. Затем спай сильно разогревают и вытягивают из него двойную нить. При охлаждении двойная нить изгибается в сторону эмали с большим коэффи- [c.469]

Термический нагрев. Данный метод служит для определения прочности связи в пластмассовых изделиях между покрытием и основным материалом в зависимости от напряжений, создаваемых за счет различий в коэффициентах линейного расширения [c.151]

Свойства углеродного материала, и в частности его плотность, значительно влияют на эксплуатационную стойкость изделий прочность, теплопроводность, электропроводность, коэффициент линейного расширения. Действительная плотность материала — это масса единицы объема материала, не содержащего пор и воздуха. Она может быть определена рентгеновским методом. Для графита действительная плотность составляет 2,23—2,25 г/см , для углеродных материалов, прошедших термическую обработку при температуре 1100—1300°С, рентгеновская плотность равна 2,20—2,21 г/см [1]. В практике электродного производства действительной плотностью обычно считают плотность, определенную пикнометрическим методом. [c.60]

Нас будут интересовать те работы по наблюдению разрыва жидкостей, в которых авторы стремились приблизиться к чистым условиям и получить сведения о максимально достижимых напряжениях (—р). Как уже отмечалось в предыдущем параграфе, при температурах ниже —0,9 Гк гомогенное зародышеобразование пойдет с заметной скоростью только при растяжении жидкости (р < < 0). Таким образом, широкая температурная область от точки кристаллизации (т = 0,24 для н-пентана, т = = 0,42 для воды) до т 0,9 принадлежит в этом смысле к отрицательным давлениям. Здесь нужны специфические методы исследования максимальных перегревов используется различие в коэффициентах термического расширения, сжимаемости жидкости и стекла, центрифугирование, создание инерционных нагрузок. Например, стеклянная трубка с жидкостью запаивается так, чтобы в ней оставался лишь маленький пузырек воздуха и паров. Затем небольшим нагреванием трубки добиваются растворения пузырька. Теперь жидкость полностью заполняет объем, смачивает всю внутреннюю поверхность трубки. При постепенном понижении температуры возникают растягивающие напряжения в системе. Они увеличиваются и, наконец, происходит разрыв жидкости, который сопровождается резким щелчком. Образуется один или несколько пузырьков. Давление в момент разрыва можно оценить по объему выделившихся пузырьков или по изменению объема всей трубки. Предполагаются известными сжимаемость жидкости и стекла. Мейер [97] приваривал к трубке спираль из стеклянного капилляра. На конце капилляра было зеркальце. Это устройство служило манометром. В другой серии опытов прибор помещался в дилатометр для определения изменений объема растянутой жидкости. Мейер обнаружил линейную зависимость объема от давления для воды и спирта между +7 и —26 атм, для эфира между +7 и —17 атм. Он отметил, что пузырек возникает в местах соприкосновения жидко- [c.96]

Впервые методы расчета значений свойств стекол по их составу были разработаны для определения оптических постоянных, плотности и коэффициента термического расширения и только в последнее время предложен метод расчета упругих постоянных. [c.147]

Исследуемые стекла отличались между собой значениями коэффициентов термического расширения и температурами размягчения. Определение прочности производилось на дротах диаметром 3.8 и длиной 50 мм методом поперечного изгиба. [c.174]

Общеизвестно значение и распространенность различных методов дилатометрических измерений при исследовании кинетики фазовых превращений в твердых веществах. Последние считаются одними из наиболее чувствительных и надежных. Не вскрывая существа превращений, они дают весьма точную временную характеристику суммарного процесса при применении простой и часто стандартной аппаратуры. Дилатометрический метод физико-химического анализа имеет то основное преимущество исследования фазовых превращений в твердых веществах, в том числе в металлах и сплавах, что величина объемного эффекта, наблюдающаяся при фазовых превращениях первого рода, зависит не от скорости нагрева или охлаждения, а только от температуры. Это позволяет в результате уменьшения скорости изменения температуры записывать объемные эффекты в условиях, приближающихся к равновесным, т. е. изотермическим. Указанное обстоятельство особенно важно, если мы пользуемся дилатометрическим методом при построении диаграммы состояний. Методом дилатометрического анализа, помимо непосредственного определения коэффициентов термического расширения, являющихся одной из основных характеристик материалов, можно также исследовать явления упорядочения и распада твердых растворов, рекристаллизации и вообще все процессы, которые сопровождаются экстремальным изменением объема. Немаловажным преимуществом является также возможность получения непрерывной записи кривых нагрева или [c.41]

Термическое расширение. Коэффициент линейного расширения сплавов золота с серебром определяли в работах [24, 32, 33]. Согласно [32] этот коэффициент при 35° (см. рис. 60) изменяется с составом почти линейно от 14,4-10" град для золота, до 19-10" град для серебра. Данные [33] по определению коэффициента линейного расширения сплавов в различных интервалах температур приведены в табл. 123. Линейное расширение сплава с 69 ат.% Ад, полученного металло-керамическим методом, определяли в работе [87]. [c.235]

Определение коэффициента термического расширения эмалей. На эмалировочных заводах часто ограничиваются расчетными значениями коэффициента термического расширения эмалей. Однако расчетные методы не дают возможности судить о кинетике изменения коэффициента термического расширения эмали при ее нагреве. Для непосредственного определения коэффициента термического расширения пользуются прибором, предложенным НПИ, реже—дилатометром Института стекла. [c.221]

Оба приведенных выше фактора учитываются в стандартных методах ASTM D. 696—44 (линейное расширение) и D. 864—52 (объемное расширение), содержащих подробное описание методики проведения эксперимента. Ниже приводится лишь выдержка из стандарта D.696—44. Термическое расширение полимерных материалов является обратимым процессом, на который накладывается изменение длины образца вследствие изменения содержания влаги, степени отверждения, потери пластификаторов и растворителей, релаксации остаточных напряжений, фазовых изменений и других факторов. Данный метод испытаний предназначен для определения термического коэффициента расширения при условии максимально возможного исключения влияния этих факторов. В большинстве случаев этого сделать полностью не удается, поэтому можно надеяться только на получение данных, максималь- [c.251]

Формулы содержат упругие константы Еас (продольный модуль упругости) и Ей (трансверсальный модуль упругости). Вас мол<но рассчитать с помощью линейного правила смеси для модуля упругости, т. е. с помощью параллельной модели, а Et — С помощью модели, предложенной Хашином и Роузеном. Расчетные формулы для Et , недавно были проанализированы Роузеном [14]. Достаточно много работ посвящено экспериментальному определению коэффициентов расширения однонаправленных волокнистых материалов. Недавно авторами настоящей главы было проведено исследование, в котором оценивали термическое расширение композиций полиэфирных смол со стеклянными и углеродными волокнами. Образцы получали методом вакуумной пропитки, ос определяли с помощью линейного кварцевого дилатометра, а — с помощью объемного дилатометра. Значение ащ рассчитывали, подставляя полученные экспериментальные данные для Пас и в формулу (6.25) и принимая, что a2=az=at - Результаты исследования приведены в табл. 6.13 и 6.14, а их графическое изображение— на рис. 6.19 и 6.20. [c.279]

В первой группе методов к образцу прикладывается постоянное растягивающее напряжение и при повышении температуры с постоянной скоростью измеряется удлинение. К этой группе относится метод А8ТМ определения теплостойкости листовых материалов (О 1637) [7], в котором к стандартной полоске материала прикладывается постоянная нагрузка 0,35 МПа и температура поднимается со скоростью 2 °С/мин. Теплостойкость оценивается температурой, при которой удлинение достигает 2%. Если лист был предварительно ориентирован, то в начальный момент образец может дать некоторую усадку, прежде чём начнет удлиняться с постоянной скоростью. Типичные кривые, получаемые в этом методе, показаны на рис. 6.1 [8].- Наклон кривых на начальном участке обычно пропорционален термическому коэффициенту линейного расширения, за исключением случаев воздействия очень высоких нагрузок. Резкий изгиб деформационных кривых для аморфных полимеров наблюдается вблизи Т , выше которой основной вклад в деформацию вносят высокоэла-стическне и пластические деформации [9—15]. [c.200]

Определение коэффициента расширения. Коэффициент термического расширения эмалей можно просто контролировать методом изгиба двойной нити [362, стр. 188]. Из расплава эталонной эмали с известным коэффициентом расширения и из испытуемой эмали вытягивают цилиндрические стрежни диаметром 4—6 мм и длиной 100—200 мм. Концы стержней нагревают в пламени стеклодувной горелки, расплющивают и спаивают друг с другом. Затем спай сильно разогревают и вытягивают из него двойнуй нить. При охлаждении двойная нить изгибается в сторону эмали с большим к. т. р. Толщину двойной нити d в мм) измеряют микрометром. Средняя толщина должна находиться в пределах 0,1— 0,3 мм. Затем определяют стрелу прогиба h дуги с хордой, равной 200 мм. Разность коэффициентов расширения находят по формуле [c.428]

Наиболее распространенные методы измерения коэффициентов расширения стекол — дилатометрические. Для этой цели пользуются дилатометрами различной конструкции, основанными на одном и том же принципе — измерении удлинения образца стекла при нагревании до определенной температуры. Часто применяют кварцевые дилатометры горизонтальные или вертикальные, нагреваемый в печи образец при этом помещается в пробирке или трубке из кварцевого стекла и укрепляется с помощью кварцевых стержней. Изменение длины образца в результате нагревания фиксируется либо автоматически (дилатометры Шевенара), либо визуально (конструкции типа ДКВ системы Соркина и др.) (Китайгородский и др., 1961). Визуальные измерения удлинения образца стекла в форме штабика производятся также на дилатометре типа ГИКИ (Аппен, 1952). В целях более равномерного распределения температуры в печи по длине образца последний помещается в медную лодочку, вставленную в медную горизонтальную трубу. Этот дилатометр снабжен двумя отсчетными трубами с дополнительно насаженными линзами, позволяющими измерять образец с двух концов. Коэффициент расширения измеряется обычно по нагреванию и охлаждению, затем берется среднее значение его. Весьма существенным является хороший отжиг образцов, так как ход термического расширения отожженных и закаленных образцов может различаться, особенно в случае наличия в составе стекла элементов, обусловливающих структурные превращения при нагревании стекла (боросиликатные, литиево-алюмосиликатные и др.). [c.20]

Располагая температурной зависимостью термического коэффициента линейного расширения и мгновенного модуля упругости, можно рассчитать предельные внутренние напряжения для покрытий из этих полимеров с помощью уравнения (1.14). Результаты расчетов напряжений для нитропокрытий были приведены на рис. 1.35. Кривая 6 показывает, что предельные напряжения хорошо совпадают с действительными внутренними напряжениями, определен нымп консольным методом. Этого и следовало ожидать, поскольку нитрат целлюлозы в указанном интервале температур находится в стеклообразном состоянии. [c.53]

Для построения поверхности прочности слоистого композита на основании рассмотренного метода составлена вычислительная программа иод шифром SQ-5 [18]. Она позволяет исследовать несимметричный (Btj ф 0) композит, нагруженный изгибающими нагрузками и силами в плоскости. В качестве исходных данных в программе используются предельные значения продольных, поперечных и сдвиговых деформаций слоя, определенных при растяжении и сжатии, и средние значения уиругих констант Ей Ei, vi2, Gn- Нагрузки могут иметь как механическое, так и термическое ироисхождение. Программа SQ-5 обеспечивает расчет полного напряженного и деформированного состояний слоя и композита в целом упругих констант композита Е х, Еуу, Vxy, Gxy, А, В, D коэффициентов термического расширения коэффициентов кривизны межслойных сдвиговых напряжений координат вершин углов предельной кривой композита. Кроме того, программа позволяет идентифицировать слои, в которых достигнуто предельное состояние, и соответствующие этому компоненты напряжения. [c.149]

Свойства отечественных лабораторных стекол были определены в Институте химии силикатов АН СССР. Вязкость измерялась на торзионном вискозиметре с автоматической записью (Славянский, 1952). Температура размягчения определялась визуально по прогибу палочек исследуемых стекол длиной 125 мм и диаметром 2 мм. Измерения коэффициента термического расширения производились на дилатометре типа ГИКИ, описанном выше. Химическая устойчивость определялась как по стандартным методам, так и методом порошков. В последнем случае для определения водоустойчивости применялся порошок стекла с величиной зерна 0.21—0.42 мм в количестве 2 г. [c.67]

Измерения проводились на кварцевом дилатометре [5] в атмосфере очищенного гелия в интервале температур от комнатной до 1000° С. Образцы для исследования выплавлялись в дуговой печи с нерасходуемым вольфрамовым электродом с разливкой в медные изложницы, анализировались и отжигались в соответствии с линиями солидус в системах Т1—Р и Т1—5 [4, 5] при температурах от 1150 до 1600° С в течение 24—100 ч. Степень достижения равновесного состояния контролировалась рентгенографическим и металлографическим методами. Образцы имели длину 15—22 мм ее изменение в зависимости от температуры регистрировалось с погрешностью до 0,001 мм. Температура образца измерялась платино-платинородиевой термопарой калибровка ее проводилась по скачкам с помощью дилатограммов при плавлении чистых А1, Ад, Аи, Си, помещаемых в виде фольги между торцами толкателя дилатометра и образца. Погрешность измерения температуры образца не превышала 5 град. Температура образца и значение э.д. с., пропорциональное показаниям индикатора расширения (оптиметра ИКВ), регистрировались на ленте автоматического трехточечного потенциометра ЭПП-09 при непрерывном нагреве образца со скоростью 3—-5 град1мин, откуда затем переносились на график зависимости теплового расширения образца, отнесенного к его исходной длине, от температуры. Графическим дифференцированием полученной кривой нагрева (методом конечных разностей) определялся линейный коэффициент термического расширения (а ) при разных температурах с интервалом 100 град. Погрешность определения а< по [c.99]

В работе приводятся экспериментальные значения плотности циклогексана в интервале 570—750° К и давлений 60—680 бар, определенные методом гидростатического взвешивания на установке, разработанной И. Ф. Голубевым. Чистота исследованного вещества — 99,98%. Суммарная погрешность полученных экспериментальных данных с учетом ошибки отнесения не превышает 0,1%. Составлено уравнение состояния циклогексана, охватывающее интервал температур 280—700° К и давлений 1—690 бар, на основе которого рассчитаны коэффициенты термического расширения, изотермического сжатия, теплоемкости и внутреннее давление. Таблиц 1, иллюстраций 1, библиогр. 5 назв. [c.157]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...