СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ОБРАЗЦОВ
METHOD OF MEASURING COEFFICIENT OF THERMAL EXPANSION OF FILM SPECIMENS

Изобретение относится к тепловым испытаниям материалов, а именно к способам определения коэффициента термического расширения пленочных образцов.
Известен способ определения коэффициента термического расширения [Аматуни А.Н. Методы и приборы для определения ТКЛР. М.: Стандарт, 1972, с.19-23], заключающийся в том, что испытуемый образец размещают на опорах основания термостата, в котором его подвергают нагреву, измеряют, используя оптические средства, изменение расстояния между базовыми рисками на образце, вызванное тепловым расширением материала, по которому и судят об искомой величине.
Применение данного способа для измерения температурного коэффициента термического расширения пленочных материалов не представляется возможным из-за потери формоустойчивости испытуемых образцов и невозможности, в связи с этим, проведения точного измерения их линейных размеров.
Известен способ определения термического расширения [Аматуни А.Н. Методы и приборы для определения ТКЛР. М.: Стандарт, 1972, с.84-90], состоящий в том, что испытуемый образец помещают в трубчатом держателе между основаниями толкателя и трубчатого держателя, подвергают нагреву, измеряют изменение длины испытуемого образца, вызванного тепловым воздействием, по которому и судят об искомой величине.
Данный способ позволяет определять коэффициент теплового расширения на образцах из твердых материалов, но не приемлем для измерения КТР пленочных из-за невозможности сохранения формы при механическом воздействии на образец со стороны толкателя.
Наиболее близким к заявляемому является способ измерения коэффициента термического расширения [А.С. №1260797, G01N 25/16, БИ №36, 1986], состоящий в том, что испытуемый образец размещают между торцами оснований с использованием трубчатого держателя и направляющего элемента - пружины, изменяют температуру, а об искомой величине судят по изменению линейных размеров, вызванному температурными воздействиями.
Измерение коэффициента термического расширения образцов пленочных материалов данным способом не представляется возможным ввиду неспособности пленок удерживать (сохранять) заданную форму в процессе нагрева, т.е. при расширении образца пленка не в состоянии оказать достаточного усилия, необходимого для перемещения толкателя, и, следовательно, потеряет форму.
Техническим результатом заявляемого способа является обеспечение возможности реализации измерения коэффициента термического расширения пленочных материалов.
Технический результат достигается тем, что в способе измерения коэффициента термического расширения пленочных образцов испытуемый образец размещают между торцами оснований с использованием трубчатого держателя и направляющего элемента с малыми коэффициентами термического расширения, изменяют температуру, об искомой величине судят по изменению линейных размеров образца, вызванному температурными воздействиями, образец располагают в зазоре между трубчатым держателем и направляющим элементом таким образом, чтобы одна из торцевых сторон образца фиксировалась путем размещения ее в пазу между основанием и трубчатым держателем, а другая имела возможность свободного перемещения при нагревании.
На фиг.1 изображен один из вариантов реализации данного способа. Испытуемый образец 1 из пленочного материала, предварительно свернутый по дуге диаметром, равным диаметру трубчатого держателя 2, и установленный на цилиндрической поверхности трубчатого держателя 2, верхнее и нижнее основания 3 и 4, направляющий элемент 5, повторяющий контур трубчатого держателя 2 и образующий зазор между ними, взаимодействующий с внешней стороной испытуемого образца 1 и закрепленный на одном из оснований.
Заявленный способ осуществляется следующим образом.
На испытуемом образце 1 пленочного материала, вдоль главной центральной оси, наносят базовые точки и измеряют расстояние между ними. Испытуемый образец 1 (геометрические размеры которого выбираются с учетом исключения пересечения боковых сторон, направленных по дуге друг к другу, и касания верхнего основания торцем образца, свободно перемещающимся в процессе нагрева) деформируют в направлении, перпендикулярном главной центральной оси, придавая ему контур трубчатого держателя 2 таким образом, чтобы базовые точки были расположены на внешней стороне испытуемого образца 1. Образец располагают на поверхности трубчатого держателя 2 и фиксируют одну из его торцевых сторон с помощью основания 4. Направляющий элемент 5 приводят в контакт с внешней поверхностью испытуемого образца 1 и закрепляют на противоположном основании 3. Производят нагрев образца, в результате которого испытуемый образец изменяет свои линейные размеры. Пропорционально этому изменяется расстояние между базовыми точками, измеренные значения которого сравниваются с расстоянием между ними до теплового воздействия на испытуемый образец.
Применение данного способа позволяет определять коэффициент термического расширения пленочных образцов за счет обеспечения стабильности геометрической формы испытуемых образцов при их нагреве.