Спосіб визначення температуропровідності оптичного скла

Реферат: Спосіб визначення температуропровідності оптичного скла шляхом розрахунку з використанням порівняльних з еталоном характеристик механічно оброблених поверхонь зразків, при якому попередньо вибирають еталонний матеріал з відомою температуропровідністю а ет, заблоковують пластини з еталонного матеріалу та досліджуваного матеріалу, разом механічно обробляють одну поверхню зблокованих пластин, вимірюють параметри, що характеризують процес механічної обробки зразків, а розрахунок проводять за пропорційною залежністю температуропровідності від виміряних параметрів. Зблоковані зразки механічно шліфують, вимірюють коефіцієнт зішліфування оброблених поверхонь еталонного k ет та досліджуваного k зразків, а значення температуропровідності а досліджуваного матеріалу розраховують за формулою а=ает k/keт. UA 88448 U (12) UA 88448 U UA 88448 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів визначення фізичних властивостей твердих тіл, зокрема температуропровідності оптичного скла і може бути використана в виробництві оптичних приладів. Відомі способи контролю температуропровідності [1, 2] передбачають нагрівання матеріалів за заданим режимом та дослідження розповсюдження теплової енергії за допомогою системи датчиків температури (наприклад, термопари). Для підвищення точності вимірювання проводять з використанням еталону та конструктивних елементів, що забезпечують термоізоляцію. Недоліком аналогів є необхідність використання нагрівальних елементів, систем датчиків температури, яким притаманна інерційність та похибка. Ці фактори збільшують трудомісткість вимірювань. Найбільш близьким технічним рішенням, прийнятим за прототип, є технічне рішення [3], згідно з яким шляхом розрахунку та порівняння з еталонним зразком визначають температуропровідність за величиною, що характеризує поверхню полірованого зразка та еталону. Недоліком прототипу є те що за параметр, який використовується для розрахунків використано залишкову еліптичність при відбиванні поляризованого світла під кутом Брюстера від полірованих поверхонь еталонного та досліджуваного матеріалів. Ці вимірювання вимагають використання еліпсометрів з великою вартістю, що впливає на трудомісткість та вартість досліджень. Задачею запропонованої корисної моделі є спрощення та здешевлення способу визначення температуропровідності. Поставлена задача вирішується тим, що пропонується спосіб визначення температуропровідності оптичного скла шляхом розрахунку з використанням порівняльних з еталоном характеристик механічно оброблених поверхонь зразків, при якому попередньо вибирають еталонний матеріал з відомою температуропровідністю аеm, заблоковують пластини з еталонного матеріалу та досліджуваного матеріалу, разом механічно обробляють одну поверхню зблокованих пластин, вимірюють параметри, що характеризують процес механічної обробки зразків, а розрахунок проводять за пропорційною залежністю температуропровідності від виміряних параметрів, згідно з корисною моделлю, зблоковані зразки механічно шліфують, вимірюють коефіцієнт зішліфування оброблених поверхонь еталонного kеm та досліджуваного k зразків, а значення температуропровідності а досліджуваного матеріалу розраховують за формулою а=аеm·k/kеm Позитивний ефект запропонованої корисної моделі полягає в тому, що запропоновано більш ефективну та дешеву операцію шліфування замість полірування, а вимірювання поляризаційних характеристик замінили на вимірювання коефіцієнта зішліфування. Це дозволило зменшити тривалість та собівартість вимірювань в 1,5-2 рази в порівнянні з прототипом. Новизна запропонованої корисної моделі зумовлена сукупністю відомих та вперше запропонованих технологічних операцій цього технічного рішення. Приклади реалізації. Для реалізації запропонованого технічного рішення було виконано скло К8 діаметром 50 мм, -6 товщиною 10 мм, температуропровідність якого визначена ГОСТ 13659-78 і дорівнює 0,61·10 2 м /с, а його коефіцієнт зішліфування був прийнятий за одиницю відповідно до цього ГОСТ-у. Для вимірювання коефіцієнта зішліфування відносно до скла К8 взяли відомі стекла марок JIK7, БК10, ТФ1, ТФ10, з аналогічними до К8 розмірами. Зразки обробляли в однакових умовах на верстаті типу ШП. Як інструмент використовували чавунну планшайбу та водну абразивну суспензію. Режим та час обробки всіх зразків був однаковий. Зразки зважували до та після обробки. Вираховували відношення показників втрати ваги зразків зі скла марок ЛК7, БК10, ТФ1, ТФ10 до показника втрати ваги еталонного скла К8 і приймали за відносний коефіцієнт зішліфування k. Для скла ЛK7 k=1,4; БК10 k=0,7; ТФ1 k=0,5; ТФ10 k=0,6. Температуропровідність для ЛK7, БК10, ТФ1, ТФ10 проводили за запропонованою формулою а=аеm·k/kеm, а враховуючи, що keт=1, то а=аеm k. Експериментально та з використанням формули було знайдено, що а для ЛК7 дорівнювало -6 2 -6 2 -6 2 -6 2 0,81·10 м /с, БК10 - 0,48·10 м /с, ТФ1 - 0,38·10 м /с, ТФ10 - 0,32·10 м /с. Ці результати практично співпадали з відомими в літературі даними, зокрема, з ГОСТ 13659-78. Джерела інформації: 1. Клебанов М.Г., Фесенко А.И. Способ контроля теплофизических характеристик материалов, патент Российской Федерации на изобретение, № 2149388 от 20.05.2000 г. 2. Мищенко С.В., Чуриков А.А., Шишкина Г.В. Способ комплексного определения 1 UA 88448 U теплофизических характеристик твердых и дисперсных материалов, патент Российской Федерации на изобретение, № 2178166 от 10.01.2002 г. 3. Маслов В.П. Спосіб визначення температуропровідності крихких неметалевих матеріалів, патент України на винахід № 89253 від 11.01.2010 р. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб визначення температуропровідності оптичного скла шляхом розрахунку з використанням порівняльних з еталоном характеристик механічно оброблених поверхонь зразків, при якому попередньо вибирають еталонний матеріал з відомою температуропровідністю ает, заблоковують пластини з еталонного матеріалу та досліджуваного матеріалу, разом механічно обробляють одну поверхню зблокованих пластин, вимірюють параметри, що характеризують процес механічної обробки зразків, а розрахунок проводять за пропорційною залежністю температуропровідності від виміряних параметрів, який відрізняється тим, що зблоковані зразки механічно шліфують, вимірюють коефіцієнт зішліфування оброблених поверхонь еталонного kет та досліджуваного k зразків, а значення температуропровідності а досліджуваного матеріалу розраховують за формулою а=а eт k/kет. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2