Analisi dell'espansione termica tramite dilatometria
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- Avvio e configurazione della macchina. Iniziare con l'alimentazione del computer, equilibrando la temperatura del campione assicurandosi che sia a temperatura ambiente (circa 20 ° C) e dilatometro acceso. Assicurarsi che il sistema di raffreddamento sia in funzione e che il gas azoto scorra insieme a tutti gli altri sistemi necessari. Il gas azoto dovrà essere acceso tra l'accendersi del forno e l'inserimento del campione per il test. La pressione per il gas sarà specifica per il dilatometro, per il nostro è di 10 psi.
- Determinare quale esperimento verrà condotto: calibrazione o espansione. Per qualsiasi serie di prove di espansione, è necessario eseguire un test di calibrazione prima per riferimento. Quando si esegue un test di espansione, selezionare la calibrazione più recente che soddisfi o superi l'intervallo di temperatura massima e preferibilmente venga eseguita alla stessa velocità di rampa di temperatura. Quando si effettua una calibrazione per esperimenti successivi, utilizzare uno standard noto. Utilizzeremo una misurazione di calibrazione eseguita in precedenza del noto standard Crystallox. (Indipendentemente dal fatto che venga eseguito un test di calibrazione o di espansione, il processo per la preparazione del campione, la configurazione della macchina e la definizione dei parametri sarà lo stesso.)
- Preparazione del campione. Per il nostro esperimento testeremo un materiale metallico. Misurare accuratamente la lunghezza del campione utilizzando pinze di alta qualità prima di inserire il campione nel forno. Effettuare diverse misurazioni lungo la lunghezza per stabilire l'errore di misurazione. Il campione deve essere abbastanza lungo da consentire all'ovaia di esercitare una certa forza sulla parte superiore del campione. Se il campione non è abbastanza alto, utilizzare distanziali di un materiale noto (misurare l'altezza di questi in modo che l'espansione possa essere sottratta dai risultati). Le estremità del campione devono essere parallele entro 1 grado.
- Inserire il campione. Pulire la superficie inferiore del forno per assicurarsi che il campione abbia un posto piatto in cui stare. Abbassare la pushrod fino a quando non contatta la parte superiore del campione. Abbassare il tubo nel forno e assicurarsi che il campione non si sposti durante l'abbassamento controllando il misuratore di spostamento.
- Stabilire parametri. Seguire gli standard ASTM E 228 per il tipo di materiale. I parametri importanti includono la temperatura massima, la velocità della rampa di riscaldamento, il tempo di permanenza, la velocità della rampa di raffreddamento, il numero di ripetizioni e il tempo di permanenza tra le ripetizioni. I parametri devono corrispondere il più possibile alla calibrazione che si sta utilizzando. Lasciare che la temperatura del campione raggiunga l'equilibrio all'interno dell'ambiente del tubo di carico, a temperatura ambiente. Il campione di metallo deve essere prelevato da una temperatura di 20°C a 1000°C. Riscaldare o raffreddare a una velocità costante pari o inferiore a 5°C/min. Non faremo ripetizioni in questo test. La temperatura massima del forno per questo dispositivo è di 1200 °C.
- Verificare Configurazione. Prima di iniziare il test e allontanarsi, ricontrollare che tutti i sistemi siano accesi e funzionanti, in particolare il forno. Molti dilatometri utilizzano un flusso di azoto gassoso per mantenere l'atmosfera del test inerte e costante, verificare che il gas di spurgo dell'azoto stia scorrendo.
- Avvia test. Avvia test e i dati in tempo reale saranno disponibili per il monitoraggio. Se necessario, il test può essere annullato.
- Salva dati. Esporta e salva i dati nel formato desiderato dall'utente, questo varierà a seconda di come i dati verranno analizzati e presentati. In genere, ogni campione deve essere eseguito tre volte, con la prima serie di dati scartata a causa di un'espansione e contrazione più significative a causa della ricottura termica del campione.
- Spegnimento. Verificare che tutti i sistemi siano spenti, inclusi il forno, il sistema di raffreddamento e il gas di spurgo. Rimuovere i campioni dal forno dopo aver assicurato che il forno sia raffreddato a temperatura ambiente. Pulisci l'area di lavoro.
- Analizza i dati. Importa dati e crea grafici e oggetti visivi per rappresentare efficacemente i tuoi dati.
Fonte: J. Jacob Chavez, Ryan T. Davis e Taylor D. Sparks,Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali, Università dello Utah, Salt Lake City, UT
…Capitoli in questo video
0:07
Panoramica
0:46
Principi della dilatometria
2:41
Misurazione dilatometrica
6:09
Risultati rappresentativi
7:52
Applicazioni
9:10
Sintesi
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