Реферати українською » Физика » Твёрдость. Сверхпроводимость.


Реферат Твёрдость. Сверхпроводимость.

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Міністерство спільного освітнього і професійної освіти НовГУ

кафедра ПТР

Контрольна робота з матеріалознавства

Твёрдость.

Сверхпроводимость.

Выполнил студент грн. 9021з

Дроздов З. У.

Перевірив:

Великий Новгород

2002



Оглавление


1.   Твёрдость ………………………………………………………………….……2

2.   Методи виміру твёрдости……………………………………….……..2

3.   Сверхпроводимость………………………………………………….……….9

4.   До основних рис композитних ВТСП-проводников…….10

5.   Список литературы…………………………………………………………...13


Твёрдость.

Визначення твердості по Бринеллю – ставлення навантаження, вдаливающей сталевої кулька в випробовуваний метал чи сплав, на площу поверхні сферичної лунки в металі (в сплаві) :

HB = P / F = P / ( ¶·D·h ) = 2·P / ( ¶·D sqr( D2 – d2) ),

де D – діаметр кульки (10; 5; 2.5 мм); d – обмірюваний діаметр відбитка, мм; h – глибина відбитка; при навантаженнях, рівних 30·D2; 10·D2; 2,5·Dтвердість визначають за таблицями без обчислень; метод при НВ не вище 450 кгс/мм2.

 Визначення твердості по Віккерсу – ставлення навантаження на стандартну піраміду при вдавливании її вершини в випробовуваний матеріал на площу поверхні пірамідального відбитка:

HV = P / F = 1.8544 ( P / D2 ),

де D – діагональ відбитка;

Визначення твердості по Роквеллу – умовна характеристика, значення відраховують за шкалою твёрдомера; залежно та умовами визначення розрізняють твердість HRA – для дуже твердих матеріалів (за шкалою А); HRB – дла м'якої стали (за шкалою У); HRC – для закалённой стали ( за шкалою З).

Виміри твердості вироби безпосередньо дома його експлуатації статичним UCI методом і динамічним методом відскоку забезпечують високу достовірність результатів, простоту і надзвичайне зручність виконання вимірів. Широкий вибір вимірювальних зондів дозволяє охопити майже всі області застосування.

Методи виміру твердості

UCI метод

UCI (Ultrasonic Contact Impedance) метод дозволяє здійснювати швидке та зручне вимір твердості по Віккерсу не залучаючи мікроскопа.

Принцип виміру твердості простий: алмазна пірамідка для вимірів по Віккерсу закріплена на кінці металевого стрижня, що під дією п'єзоелектричного устрою коливається на певної частоті. Якщо алмазна пірамідка впроваджується у матеріал, то металевий стрижень змінює резонансну частоту. Це зміна зростає збільшенням площі контакту. Оскільки ця площа контакту є мірою з оцінки твердості, що існує пряма зв'язок між зміною частоти та непорушністю матеріалу. Процес виміру завершується за 6 мс.

 

Метод відскоку

Ударное тіло, на кінці якого закріплено кулька з твердого матеріалу, під впливом пружини вихоплює досліджувану поверхню. Після свого падіння внаслідок сумарною пластичної деформації падаюче тіло втрачає частину свого енергії (як зменшення швидкості) тим більше, що менше твердість досліджуваного матеріалу. Бесконтактным методом вимірюються початкова швидкість і швидкість при отскоке. І тому служить невеличкий постійний магніт, з'єднаний з ударним тілом. Цей магніт, проходячи через котушку, наводить у ній ЭДС індукції. Розмір її пропорційна швидкість руху магніту (ударного тіла). По співвідношенню швидкостей падіння і відскоку оцінюється величина твердості.

Незалежність результату вимірів від просторового становища зонда.

Обидва методу дозволяють отримати результати виміру, независящие від напрямку вимірів (просторового становища зонда). Раніше це було перевагою UCI-метода, тепер це стосується і до методу відскоку. Попри те що, в другому випадку йдеться про вимірі енергії (швидкості), і з фізичному змісту на результати виміру, залежно від напрямку вимірів, гравітація мусить різноманітний вплив, запровадження поправки непотрібен. Результати виміру автоматично коригуються шляхом запатентованою спеціальної обробки сигналів

 


ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ
DynaPOCKET

Це найбільш компактний і легкий з твердомеров для експрес-аналізу, які працюють у методу відскоку, який поєднає щодо одного блоці і індикатор з електронною частиною суспільства і ударне пристрій. Результати виміру не залежить від просторового становища приладу, навіть тоді виміру на стельової поверхні. Можливо використаний виміру твердості великих виробів з грубозернистої структурою, включаючи лиття, виробів складної конфігурації з затрудненным доступом.

  • виміру твердості методом відскоку відповідно до нормами DIN A956 ASTM;
  • використання стандартного ударного тіла типу D з кулькою з карбіду вольфраму діаметром 3 мм енергією 12 Н/мм;
  • програма корекції показань для 9 балів груп матеріалів: легована і нелегована сталь, сталеве лиття, інструментальна сталь, коррозионностойкая сталь, сірий чавун, чавун зі сфероидальным графітом, алюмінієве лиття, латунь, бронза, сплави з урахуванням міді;
  • оцінка та уявлення величини твердості в шкалах HL, HS, HV, HB, HRC, HRB і краю міцності в Н/мм2;
  • виміру на циліндричною чи сферичної поверхні із застосуванням додаткових насадок.

 

ТЕХНІЧНІ ДАННЫЕ

Діапазон вимірів:

150 – 1000 HL; 75 - 700 HB;
75 – 1000 HV; 35 - 100 HRB;
20 – 70 HRC; 75 - 700 HB;
30 – 100 HS; 250 - 2200 Н/мм2 (залежить від групи матеріалів);

Индикация: 4-х розрядний ЖК-индикатор для величини твердості і символів статусу;
Роздільна здатність індикації:

1,0 HL; 1,0 HV; 1,0 HB; 5,0 Н/мм2; 0,1 HS; 0,1 HRC;

Перерахунок значень твердості:

0,1 HRB;
по DIN 50150, ASTM E140 і Dyna (специфіка приладу);

Статистичне опрацювання: Индикация середнього значення;
Харчування: Батарейное харчування (2 елемента типу MICRO AAA), сухі батареї чи акумулятори;
Тривалість роботи від комплекту батарей: більш 400 вимірів, залежить від типу батарей;
Автоматичне відключення: через 3 хв по закінченні операцій із приладом;
Робоча температура:

від -100 З до + 500З (нижчі температури при додатковому випробуванні);

Температура зберігання:

від -200 З до + 500З;

Розміри: 38 x 170 мм (діаметр x довжина);
Маса: прибл. 200 грам


ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ
MIC 10

MIC 10 - це найбільш компактний і легкий з твердомеров для експрес-аналізу, які працюють у UCI-методу, причому результати виміру не залежить від просторового становища зонда, навіть тоді виміру на стельової поверхні. Можливо використаний виміру твердості виробів із мелкозернистых матеріалів практично будь-який форми та розміру, особливо в локальному дослідженні властивостей матеріалу.

за таким можна використовувати різні вимірювальні зонди з різною довжиною стрижнів, що дає змогу провадити виміру на виробах складної геометричній форми.

Два виконання приладу - стандартне і DL з м'якою внутрішньою пам'яттю, має додаткову магнітну картку, для результатів виміру, автоматичного настроювання і спеціалізованого формату протоколу.

  • Висока точність виміру, забезпечена постійним стеженням за процесом запровадження у контрольоване виріб шляхом безперервного виміру частоти;
  • оцінка та уявлення величини твердості в шкалах HV, HB, HRC, HRB і краю міцності в Н/мм2 (лише за працювати з зондом зусиллям 98 М);
  • можливість конфигурирования приладу по індивідуально ви- лайливим функцій (можливість блокування їх);

Додатково для MIC 10 DL:

  • вбудована пам'ять на 1800 вимірів, додаткова пам'ять на магнітної картці на 590 вимірів;
  • можливість роздруківки статистичних даних (максимальний і мінімальний результат виміру, середнє, абсолютний і відносний розкид, абсолютне і відносне нормальне відхилення);
  • послідовний інтерфейс RS 232C для дистанційного управління від ПК чи документування результатів на принтері.

 

ТЕХНІЧНІ ДАННЫЕ

Діапазон показань:

0 - 9999 HV; 48 - 105 HRB;
20 - 68 HRC; 76 - 618 HB
5 - 2250 Н/мм2;

Діапазон вимірів: 20-1740 HV (чи відповідні значення);
Индикация: 4-х розрядний ЖК-индикатор з підсвічуванням підкладки;
Роздільна здатність індикації: 1 HV; 1 HB; 1 Н/мм2; 0,1; 0,5; 1 HRC і HRB (за вибором);
Піддослідні матеріали: все металеві матеріали;
Запоминание результатів:

вбудована пам'ять до 1800 вимірів, картка
магнітної пам'яті до 590 вимірів,
залежить від кількості до ряді (групі);

Інтерфейс: RS 232C (двосторонній) для принтера і ПК;
Харчування:

батарейное харчування
(2 x 1,5 У типу 316);

Розміри (Ш x У x Р): прибл. 160 мм x 70 мм x 45 мм;
Маса: прибл. 300 грам

 


ИЗМЕРЕНИЕ ТВЕРДОСТИ
Измерительные зонди

Широка гама вимірювальних зондів і великий вибір приладь збільшує можливість застосування виміру твердості импедансным методом і методом відскоку.

Измерительные зонди для импедансного методу з туалетним приладдям:

  • ручний вимірювальний зонд MIC 201 (зусилля 10 H, вимір на поверхнях, де обмежені розміри відбитка), MIC 205 (зусилля 50 М, середня навантаження у більшості випадків виміру) і MIC 2010 (зусилля 100 М, для крупнозернистых матеріалів і шорсткуватій поверхні);
  • MIC 201-AL (10 М) і MIC 20-AL (50 М) з подовженим нерішучим стрижнем (37 мм) для вимірів на складної поверхні чи поглибленнях виробів складної геометрії, наприклад, на шнеках чи зубчастих колесах;
  • моторні зонди MIC 2103 (3 H) і MIC 211 ( 10 H) з моторним приводом і стрижнем з алмазної пірамідкою по Віккерсу для дуже достовірних вимірів;
  • атестовані еталони твердості;
  • різноманітні допоміжні кошти й штативи підвищення точності при вимірах, наприклад, призматическая насадка MIC 271 і насадка для пласкою поверхні MIC 270 для ручних зондів; штатив MIC 222 - штатив для точного позиціонування зонда; спеціальні штативи, наприклад, MIC 225 для вимірів на шийках валів.

Метод відскоку ударного тіла

  • Dyna D для стандартних вимірів;
  • Dyna G для масивних виробів, наприклад, литі і ковані деталі;
  • Dyna E з алмазним индентором для вимірів на виробах з твердістю вище 650 HV;
  • Насадки для кращого позиціонування на криволинейных поверхнях: для сферичної, сферичної увігнутим, циліндричною і циліндричною увігнутим;
  • Аттестованные еталони твердості.

Сверхпроводимость

                        Сверхпроводимость - фізичне явище, бачимо в деяких речовин (надпровідників), при охолодженні їх нижче певної критичної температури Tз, і яке у зверненні на нуль електричного опору постійному току і виштовхування магнітного поля з обсягів зразка ( ефект Мейснера). Явище відкрито в 1911 р. Х. Каммерлинг-Оннесом. Вивчаючи температурний хід електроопору Hg, то побачив, що з температурі нижчій за 4,22К Hg практично втрачає опір.

            Далі виявилося, що з вкрай низьких температурах низку речовин має опором по крайнього заходу в 10-12 разів менша, аніж за кімнатної температурі. Експерименти показують, що й створити струм у замкненому контурі з надпровідників, цей струм продовжує циркулювати і джерела ЭДС. Струми Фуко в надпровідниках зберігаються довго і загасають через брак джоулева тепла (струми до 300А продовжують текти багато годин поспіль). Вивчення проходження струму через ряд різних провідників показало, що іракський опір контактів між сверхпроводниками також одно нулю. Отличительным властивістю надпровідності є явища Голла. Тоді, як у звичайних провідниках під впливом магнітного поля струм в металі зміщується, в надпровідниках це явище відсутня. Струм в сверхпроводнике хіба що закріплено своєму місці.

            Сверхпроводимость зникає під впливом наступних чинників:

1) підвищення;

2) дію досить сильного магнітного поля;

3) досить велика щільність струму в зразку;

            З підвищенням температури до деякою Tз майже раптово з'являється помітне омическое опір. Перехід від надпровідності до провідності тим крутіше і помітнішою, ніж однорідніше зразок ( найбільш крутий перехід зокрема у монокристаллах).

            Перехід від сверхпроводящего стану в нормальне можна здійснити шляхом значного підвищення магнітного поля за нормальної температури нижче критичної Tз. Мінімальна полі Bз, у якому руйнується надпровідність називається критичним магнітним полем. Залежність критичного поля від температури описується емпіричну формулою.

Уз = B0 [ 1 - (T/Tз)2

 

де У­0 - критичне полі, экстраполированное до нуля температури.

            Сверхпроводимость спостерігається як в елементів, і у сплавів і металевих сполук. Сверхпроводимость є в Hg, Sn(белое), Pb, Tl, Tn, Ga, Ta, Th, Ti, Nb (іноді Cd).

Ідея високотемпературної надпровідності ( ВТСП ) в органічних з'єднаннях було висунуто в 1950г. Ф.Лондоном і тільки 14 років з'явився відгук цю ідею на роботах американського фізика В.Литтла, що викликав критичні відгуки, які заперечують можливість ВТСП в неметалевих системах. Отже, хоча ідея ВТСП народилася и роботі Ф. Лондона в 1950г., роком народження проблеми можна вважати час появи франкової перших, поки, щоправда, нечисленних потоків інформації з ВТСП - 1964 р.. Якщо проаналізувати еволюцію температури сверхпроводящего переходу,, зрозуміло, зростання температури сверхпроводящего переходу приводив до можливості використання хладагентов з усе вищої температурою кипіння ( рідкий гелій, водень, неон, азот). Хоча до азотних температур переходу, відкритих нещодавно у металлокерамиках, практично використовувався для охолодження рідкий гелій, проте стрибки у кар'єрному зростанні температури переходу дають підстави покласти в основу періодизації ВТСП про гелиевом, водневому, неоновом і, нарешті, азотном періодах ВТСП. Так Nb3Sn змінився Nb - Al - Ge, потім найбільша температура було виявлено d 1973-81гг. у Nb3Ge (23,9 K), яка рекордної до надпровідності металлокерамиками. La - Sr - Cu - O при 30 До в 86г., виростаючи до 100 До на матеріалі I - Ba - Cu - O.

            Ключовим для проблеми ВТСП є питання критичної температури від характеристики речовини. З відкриттям в 86 нового класу надпровідних матеріалів з вищими, що раніше критичними температурами, в усьому світі розгорнулися роботи з вивчення з вивчення властивостей ВТСП з метою визначення можливості їх застосування у різноманітних галузях науку й техніки. Інтерес Вільгельма до ВТСП пояснюється першу чергу тим, що коли підвищення робочої температури до азотної дозволить істотно спростити і здешевити системи кріогенного забезпечення, підвищити їх надійність. Для успішного застосування

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація