(k) УСТРОЙСТВО дл ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОСТОЙКОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ тТЕРИАЛОВ(k) DEVICE TO DETERMINE THE HEAT RESISTANCE OF POLYMER TTERIALS
Изобретение относитс к испытанию материалов, в частности к приборам дл определени теплостойкости п лимерных материалов, и может быть ис пользовано в практике научно-исследовательских организаций. По основному авт.св. № 8()28t5 известно устройство, содержащее основа ние, на котором установлен ()лок конт рол и регулировки температуры, привод перемещени щупа и держатель образца , на держателе закрепл етс образец из полимерного материала, контактирующий в процессе испытани с кольцевым щупом, перемещающимс вдол поверхности образца. В держателе выполнены пазы, служащие дл установ ки в них нагревател и охладител . Распределение температуры по поверхности образца контролируетс термометрами , размещенными в торцовой поверхности вдоль всего держател . При бор содержит измерительное устройство дл фиксации и записи величины мо лекул рного взаимодействи /чатериала щупа с материалом поверхности исследуемого образца. Привод состоит из электродвигател с редуктором и системы блоков. Недостатком устройства вл етс узкий диапазон исследуемых свойств. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей прибора. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл определени теплостойкости полимерных материалов кольцевой щуп жестко св занный с силоизмерительным регистрирующим устройством , установлен с возможностью его поворота в вертикальной плоскости и перемещени перпедикул рно поверхности исследуемого образца. Жестка св зь кольцевого щупа и силойзмерительного регистрирующего устройства обеспечивает его поворот в вертикальной плоскости, что дает возможность перемещать кольцевой щуп относительно поверхности исследуемого образца как параллельно, так и перпендикул рно к ней и получать при этом качественно новые результаты о тончайших поверхностных сло х ( теплостойкость ) и объемных свойствах (про.чность при сжатии твердость, ползучесть и др.) материалов. 1 первом случае (кольцевой щуп перенецаетс параллельно поверхности образца сило измерительное устройство регистрирует величину молекул рного взаимодействи (прилипани ) щупа с исследуемым материалом . Во втором случае кольцевой щуп, жестко св занный с сил(5измерительным устройством, в процессе налад ки прибора поворачиваетс и в процессе проведени испытаний материалов перемещаетс перпендикул рно поверхности образца. Силоизмерительное устройство регистрирует глубину внедрени кольцевого щупа в исследуемый образец, котора в общем случае зависит от большого числа факторов: температуры испытани , величины нагрузки на щуп, геометрии поверхности щупа и скорости его перемещени , физикомеханических свойств материала образца и др. При прокатывании щупа по исследуемой поверхности и регистрации глубины его внедрени удаетс на одном образце оценить, например, температурную зависимость твердости материала. Повышение нагрузки на щуп унеличивает глубину внедрени и способствует определению твердости более дгшеко расположенных от поверхности ( объемныхj слоев полимерного образца. Примерно аналогичным образом, при перемещении кольцевого щупа, жестко св занного с силоизмерительным устройством, перпендикул рно поверхности исследуемого материала, могут быть определены и некоторые другие температурные характеристики испытываемых о()разцов: прочность при сжатии, длительна проч ность, ползучесть, релаксаци напр жений и др. На фиг. 1 схематично изо()ражено устройство, в котором кольцевой щуп, жестко св занный с силоизмерительным устройством, перемещаетс параллельно поверхности исследуемого образца; на фиг. 2 - то же, перпендикул рно. Устройство дл определени теплостойкости полимерных материалов состоит из основани 1, на котором раз мещены регистрирующие (например, теи 10 24 ературу )приборы 2, нагреватель 3, охладитель , соединенные держателем 5. На держателе 5 закрепл етс исследуемый полимерный образец 6, контактирующий в процессе испытани с кольцевым щупом 7. Кольцевой щуп 7 и жестко св занное с ним силоизмерителькое регистрирующее устройство 8 крепитс .к .каретке 9, перемещающейс вдоль поверхности исследуемого образца . Силоизмерительное ycTpoiicTBO 8 обеспечивает оценку как сопротивлени перемещению щупа 7 при прилипании (фиг. 1), так и глубину его инедрени в испытываемый образец (фиг.2. Последовательность операций,производимых на приборе, например,, при определении зависимости твердости полимерных материалов-от температуры следующа : подбираетс режим работы нагревател 3 и охладител i дл установлени на поверхности дерхател 5 требуемого градиента температуры; на держателе 5 закрепл етс исследуемый образец 6 и Нагреваетс некоторое врем дл выравнивани температуры образца 6 и держател 5; кольцевой щуп 7 и жестко соединенное с ним силоизмерительное устройство 8 поворачиваютс в вертикальное положение и при их совместном перемещении в направлении , перпендикул рном к поверхности исследуемого образца, добиваютс контакта кольцевого щупа 7 с образцом 6; при прокатывании щупа 7 по образцу 6 под определенной нагрузкой Силоизмерительное устройство 8 регистрирует глубину внедрени щупа 7 в исследуемый материал. Зна распределение температуры и глубину внедрени щупа по длине образца, получаем зависимость твердости полимерного образца от температуры. В разработанном приборе дл определени теплостойкости полимерных материалов могут быть использованы разнообразные чувствительные элементы в силоизмерительном регистрирующем устройстве (индуктивные и трансформаторные датчики, тензодатчики, электромеханические преобразователи с усилител ми и т.п.). Использование изобретени на базе одного прибора позволит при минимальных переналадках получать информацию как о тончайших поверхност х, так и о объемных свойствах испытываемых полимерных материалов. 51000 Ф( изобретени Устройство дл определемил теплостойкости полимерных материалов по авт.св. № 802845, о т л и ч а ю ц ее с тем, что, с целью расширени возможностей прибора, кольцевой щуп, 862 жестко св занный с силоизмерительные регистриру1хцим устройством, установлен с возможностью поворота о вертикальной плоскости и перемещени перпендикул рно поверхности исследуемого образца.The invention relates to the testing of materials, in particular to devices for determining the heat resistance of polymer materials, and can be used in the practice of research organizations. According to the main auth. No. 8 () 28t5, a device containing a base on which () a control and temperature control unit is installed, a probe movement drive and a sample holder, a sample made of a polymeric material is fixed on the holder, which is in contact with an annular probe during the test. sample surface. Grooves are made in the holder for mounting the heater and cooler in them. The temperature distribution over the sample surface is monitored by thermometers placed in the end surface along the entire holder. The instrument contains a measuring device for fixing and recording the amount of molecular interaction / probe material with the surface material of the sample under study. The drive consists of an electric motor with a gearbox and a system of blocks. The disadvantage of the device is a narrow range of investigated properties. The purpose of the invention is to expand the functionality of the device. This goal is achieved by the fact that, in a device for determining the heat resistance of polymeric materials, an annular probe is rigidly connected with a force-measuring recording device, installed with the possibility of its rotation in a vertical plane and displacement perpendicular to the surface of the sample under study. The rigid connection between the annular probe and the force-measuring recording device ensures its rotation in the vertical plane, which makes it possible to move the annular probe relative to the surface of the sample, both parallel and perpendicular to it, and to obtain qualitatively new results on the thinnest surface layers (heat resistance) and bulk properties (compressive strength, hardness, creep, etc.) of materials. 1 in the first case (the ring probe is transferred parallel to the sample surface) the force measuring device registers the amount of molecular interaction (sticking) of the probe with the material under investigation. In the second case, the ring probe rigidly connected with the forces (the measuring device turns in the process of setting up the device) materials are moved perpendicular to the sample surface. The force measuring device records the penetration depth of the annular probe into the sample under investigation, which is In general, it depends on a large number of factors: test temperature, the load on the probe, the geometry of the probe surface and the speed of its movement, the physicomechanical properties of the sample material, etc. When rolling the probe on the test surface and recording the depth of its introduction, it is possible to evaluate on one sample temperature dependence of the hardness of the material. Increasing the load on the probe reduces the depth of penetration and contributes to the determination of the hardness of more than the surface located (bulk layers olimeric sample. In approximately the same way, when moving an annular probe rigidly connected with a force-measuring device, perpendicular to the surface of the material under study, some other temperature characteristics of the tested samples can be determined: compressive strength, long-term strength, creep, stress relaxation, and Another FIG. 1 schematically from () a razheno device in which an annular probe rigidly connected to a load measuring device moves parallel to the surface of the sample under study; in fig. 2 - the same, perpendicular. A device for determining the heat resistance of polymeric materials consists of a base 1, on which recording devices (for example, 10 24 24 equipment) are placed, 2, a heater 3, and a cooler connected by a holder 5. The tested polymer sample 6 is fixed on a holder 5 and is in contact with an annular probe 7. An annular probe 7 and a force-measuring recording device 8 rigidly connected with it are attached to the carriage 9 moving along the surface of the sample under investigation. The force-measuring ycTpoiicTBO 8 provides an assessment of both the resistance to movement of the probe 7 when sticking (Fig. 1) and its depth into the test sample (Fig. 2. The sequence of operations performed on the device, for example, when determining the dependence of the hardness of polymeric materials on temperature as follows: the operation mode of the heater 3 and cooler i is selected to establish the required temperature gradient on the surface of the predater 5; sample 5 is fixed on the holder 5 and sample is heated for equalization neither the temperature of the sample 6 and the holder 5; the annular probe 7 and the force-measuring device 8 rigidly connected with it rotate in a vertical position and when they move together in the direction perpendicular to the surface of the sample under test, contact the annular probe 7 with the sample 6; when the probe is rolled 7 according to sample 6 under a certain load. The load measuring device 8 registers the depth of penetration of the probe 7 into the material under study. By knowing the temperature distribution and the depth of probe penetration along the length of the sample, we obtain the temperature dependence of the hardness of the polymer sample. In the developed device for determining the heat resistance of polymeric materials, a variety of sensitive elements in a force-measuring recording device (inductive and transformer sensors, strain gages, electromechanical transducers with amplifiers, etc.) can be used. The use of the invention on the basis of a single device will allow, at minimum readjustments, to obtain information on both the finest surfaces and the bulk properties of the tested polymeric materials. 51000 F (the invention for determining the heat resistance of polymeric materials according to aut. No. 802845, which was designed so that, in order to expand the capabilities of the device, an annular probe, 862 is rigidly connected with the load-measuring device, installed with the possibility of rotation about the vertical plane and moving perpendicular to the surface of the sample under study.