7.4 Методика вирішення експериментального завдання

7.4.1. Правила переміщення світлової точки при диференційному дилатометричному аналізі

Досліджуваний зразок і еталон розширюються в більшості випадків по-різному, і в зв'язку з цим, світловий «зайчик» (світлова точка) від впливу кожного з них буде рухатися в різні боки (див. рис. 7.4). Тому крива, яку описує світлова точка при спільному розширенні еталона і зразка буде мати складний характер, котрий визначається різницею їх коефіцієнтів розширення. Розглянемо переміщення світлової точки на матовому склі при дилатометричному дослідженні матеріалу.

За умови розширення тільки еталону (зразок замінюється на кварцовий стрижень такого ж розміру) буде рухатися лише опора Р₁ та оптичний важіль з дзеркальцем М буде обертатися навколо нерухомої нахиленої осі z-z, що проходить через опори Р₂ та Р₃ (див. рис.7.4, а) і світлова точка О на фотопластинці буде рухатися прямо по пунктирній лінії 2 (див. рис. 7.4, б) – напрямок «Еталон» на рис.7.4, а.

Якщо припустити, що розширюється тільки зразок при нерухомому еталоні (аналогічним чином еталон замінюють на кварцовий стрижень), то оптичний важіль із дзеркальцем М внаслідок руху лише опори Р₂ буде обертатись навколо горизонтальної осі х-х, що проходить через опори Р₁ та Р₃, і світлова точка на фотопластинці буде переміщуватись по вертикалі вверх (напрямок «Зразок» на рис.7.4, а).

а б

Рисунок 7.4 – Диференційний дилатометричний аналіз: а - схема руху оптичного важеля (Р_1, Р_2, Р₃ – опори; М – дзеркало; L – оптичний важель); б – вид дилатометричної кривої (1 – дилатометрична крива, 2 – напрямок розширення еталону).

При одночасному нагріванні зразка і еталона, за умови їх однакового розширення, оптичний важіль з дзеркальцем буде повертатися навколо вертикальної осі у-у (див. рис.7.4, а), та світлова точка рухатиметься по горизонтальній траєкторії (напрямок «Зразок та еталон» на рис. 7.4, а).

Оскільки насправді еталон та зразок розширюються по-різному, то дилатометрична крива буде знаходитися між горизонтальною віссю та прямою 2 (див. рис. 7.4, б, крива 1).

7.4.2. Юстування диференційного дилатометра

Для можливості отримання достовірних результатів та правильного аналізу дилатометричної кривої, перед початком проведення досліджень, необхідно провести налаштування дилатометра. Цей процес включає в себе такі операції:

1. перевірку координатних осей;

2. визначення коефіцієнтів збільшення по осям;

7.4.2.1. Перевірка координатних осей (виконується за допомогою лаборанта)

Перевірка осі

Для цього між стрижнями-виштовхувачами С₁ та С₂ й притискаючими обмежувачами 7 (див. рис.7.2) вставляється плитка Йогансона (див. рис. 7.5) товщиною 1 мм.

Рисунок 7.5 – Набір плиток Йогансона різної товщини.

Обертанням гвинтів 9 та 10 і переміщенням планок світлового вузла “світловий зайчик” приводиться в крайнє ліве нижнє положення на одну із вертикальних ліній матового скла в початок координат.

Потім, обережно видаливши із-під стрижня С₂ плитку Йогансона товщиною 1 мм, вставляють на її місце плитку товщиною 1,3 мм. В результаті збільшення товщини плитки “світловий зайчик” із крайнього нижнього положення повинен зміститись вверх, весь час перебуваючи на початковій вертикалі, і повернутись в вихідне положення при підкладанні плитки товщиною 1 мм під обидва стрижня (за технічними умовами зміщення допускається в межах мм).

Перевірка осі

Для цього так само, як й в попередньому випадку, між стрижнями С₁ та С₂ й притискаючими обмежувачами 7 (див. рис.7.2) вставляється плитка Йогансона товщиною 1 мм, а “світловий зайчик” приводиться в крайнє ліве верхне положення на одну із горизонтальних ліній матового скла в початку координат. Після обережного видалення плитки товщиною 1 мм під обидва стрижня С₁ та С₂ закладається плитка товщиною 1,3 мм. В результаті збільшення товщини плитки “світловий зайчик” із крайнього лівого положення повинен зміститись вправо, знаходячись весь час на початковій горизонталі, і повернутись в вихідне положення при закладанні плитки товщиною 1 мм (за технічними умовами зміщення допускається в межах мм). Якщо при перевірці вказаного результату не отримали, звертаються до регулювання осі ОХ за допомогою обертання ексцентрикового гвинта 8.