Проведение работы

Описание установки

Установка (рис.1) представляет собой вертикально расположен­ную электрическую печку, внутри которой помещается кварцевая про­бирка с исследуемыми образцами. Для равномерного прогрева по высоте образцы заливаются водой. Изменение линейных размеров образцов регистрируется с помощью индикатора часового типа с точностью 5мкм.

Рис.1

1. Измеряют начальную длину образцов

2. В кварцевую пробирку, с помещенным внутри нее образ­цом, заливают воду так, чтобы

она почти полностью покрыла образец.

3. Пробирку помещают в электрическую печку, высту­пающий конец образца приводят

его в соприкосновение со штоком микрометрического индикатора. Поворотом шкалы

индикатора устанавливают стрелку на нулевую отметку.

4. Включают электрическую печку и начинают нагревать образец.

5. При закипании воды, что соответствует достижению темпе­ратуры 100 °С, записывают

показания микрометрического индикатора (удлинение образца ∆L).

6. Выключают печку и дают воз­можность образцу остыть до комнатной температуры. Для

ускорения этого процесса можно кварцевую пробирку с образцом вынуть из печки и

опустить в сосуд с водой комнатной температуры. Проводят аналогич­ные измерения с

другими образцами. Полученные данные заносят в табл.1

Таблица 1

№ образцов	Показания индикатора, мм. При температурах, t ^0C	Коэффициент расширения
1 сталь
2 стекло
3 алюминий

7. По данным таблицы определяют для каждого материала зна­чения коэффициента

линейного расширения.

8. Определяют относительную погрешность косвенного измерения коэффициента

линейного расширения

Относительную погрешность определяют для всего температурного интервала. При

этом, за величину следует при­нять 0,005 мм, = 0,5 мм., = 1⁰C

9. Окончательный результат измерений коэффициентов линейного расширения для каждого

материала записывается в виде:

Для любознательных студентов, интересующихся своей будущей специальностью, приведем примерную оценку механического напряжения, возникающего в керамическом покрытии при нанесении его на металл. Нанесение проводится при повышенной температуре.

Возьмем наиболее распространенный в настоящее время сплав для металлокерамики

Wiron 77. Этот сплав имеет коэффициент линейного расширения α_w = 14,3_* 10 ^{- 6} К ^-1

Коэффициент линейного расширения керамики α _k = 4_* 10 ^{- 6} К ^-1

Разность коэффициентов ∆α ≈ 10 ^{- 5} К ^-1

Прочность на растяжение керамики σ = 90 МПа.

Модуль упругости керамики Е = 90000 МПа

Относительная деформация ε керамики при разрушении равна 90/90000 = 10 ^{- 3}

Температура, при которой относительная деформация, связанная с тепловым расширением Wiron 77, становится равной относительной деформации при разрушении керамики, равна

10 ^{– 3} /10 ^{- 5} К ^-1 = 100⁰ С.

Таким образом, при этой температуры керамическое покрытие будет разрушено. С этим связаны основные проблемы нанесения керамики.

6.Контрольные вопросы.

1.В чем заключается физическая природа теплового расширения твердых тел?

2. Как определяется коэффициент линейного расширения? От чего он за­висит?

3. Почему коэффициент линейного расширения является основной харак­теристикой

стоматологических материалов?

Дата добавления: 2015-06-27