Механикалық қасиеттерді зерттеу әдістемелері

Кернеуді тұрақты етіп ұстау мен арасындағы байланыс экспоненциалды, азғана өзгерсе (үлгінің өлшемдері азғана өзгерсе) ды анықтауда үлкен қателіктер кетеді. Рычагтың профилін жасауда мына формула пайдаланылады: бұндағы - радиус-вектордың бастапқы және берілген уақыттағы проекциясы. дөңгелек дискінің радиусы, салыстырмалы ұзарту. Үлгілерді әртүрлі температураларда зерттеу үшін арнайы пеш дайындалып, үлгінің қасына термопара орналастырылады. Пештің ішіндегі температуралық өріс біртекті болады.

Үлгіге кернеу әсер еткенде, иеталл сымдар да серпімді деформацияиаланады, сондықтан кернеуді есептегенде, осы серпімді деформацияны шығарып отыруымыз керек. Ол үшін үлгі орнына деформацияиаланбайтын металл үлгіні орналастырып оған әртүрлі күшпен әсер етіп, сол күшпен жалғастырушы сымның деформациясының арасындағы байланыстың графигін аламыз. Сол графикті пайдалана отырып, әрбір тәжрибе кезінде сол деформацияны шығарып тастаймыз.

2. Соның нәтижесінде дің қателігі азаяды. Улитканың тепе-теңдігін таразы сияқты анықтаймыз. Оның қысқышына ілінген жүк, улиткаға ілінген жүктен 6,8 есе көп болу керек. Ол үшін үлгіні стендке орналастырып, улиткаға 20г жүк ілеміз. Улитка тіреуішке тиіп тұру керек. Осы үлгі үзілетін кернеуді шамалап, сол кернеуге сәйкес серпімді деформацияны ( графиктен біліп) улитканы упордың үстіне көтереміз.

3. бұл қондырғы арқылы тұрақты жылдамдықпен салмақты өзгертіп зерттеулер жүргізуге болады. үлгілердің бұзылмай тұрған уақытын мына, өрнек бойынша анықтауға болады.

Журков формуласындағы коэффицент

үзілу кернеуі

су ағу уақыты.

Алынған нәтижелердің қатесі 20% тен аспайды. Көрсетілген әдіс арқылы осы стендте беріктіктің температура, кернеуге байланысты өзгеруі зерттелді. Тәжірибе жүргізу уақыты бірнеше секундтан < 10⁰ С созылды. Тұрақты жылдамдықпен әсер ететін күшті алу үшін, судың ағысын пайдаланады. Жоғарыда көрсетілген формула осы жолмен үлгіні үзу кезінде пайдаланады. Егер судың ағысы тұрақты болса, t., үзілу шарты бұндағы ;

Интегралдың төменгі шегі жүкті ілген момент, жоғарғысы үлгі үзілу моменті. Интегралды шеше отырып үлгінің үзілу уақыты анықталады. Улитканың тепе- теңдігін былай орындайды. Тіреуіш- аяғанда улитка бір орнында тұру керек. Содан жүктерді біртіндеп ала отырып, улитканың профилі дұрыс жасалғандығын тексеріп шығуға болады. егер әртүрлі жүк үшін тепе- теңдік болса онда улитка профилі дұрыс деп есептеледі.

4. Бұл қондырғымен басқа да материалдарды зерттеу үшін конструкцияға азғана өзгерістер енгізу қажет. Тәжрибе барысында улитка балансы тіреуіштің орны, тартатын сымның деформациясы, тексеріліп отырылды.

:

2.3.1. Рентген сәулелерінің аз бқұрышты сейілу әдісінің және осы әдістің микрокеуек пен микрожарықтарда қолданумүмкішіліктерінің теориялық негіздері.

Рентген сәулесінің дифракциясы теориясының негізгі ережелері толық жеткілікті дәрежеде жетілдірілген [ 129, 130, 131, 132 ]. Рентген сәулесінің дифракция құбылысы рентге сәулесі ағынының бір бөлімі ағынның негізгі бағытының ауытқиды, ауытқыған сәулелердің таралуы обьектті сипаттайды және басқа зерттелілді заттың қасиеттері мәліметтеріне ие екені ескеріледі.

Обьект дифракция есептелуі көлемінің түрлі элеметтердің интерференциясын элементтер мен есептшаттарға жіктеу арқылы орындалады. Берілген элементтің электронның көлемде болу ықтималдығына пропрционал реттелген тығыздықтың ендіру қолданылады.

Микрокеукті сейілуші бөлшек моделдей алады. Түрлі формадағы бөлшектердегі дифргкция есебі [ 132 ]-де келтіріледі, бірақ дәлдігі 10 – 20 % шамасындағы дәлірек есептеулер үшін экспериметалды нәтижелерді анализдеуге қолайлы есептеу формулаларын пайдалануға болады: (9)

Мұнда V-бөлшек көлемі; Нсейіну интенсивтілігін есептеу бағытындағы бөлщек өлшемі; -сейінудегі ауытқитын бұрым; толқын ұзындығы; dI-денелік бұрышқа сейіну интенсивтілігі; - сәуленің түсу интенсивтілігі; g- шар үшін және тікбұрышты параллепипед үшін немесе элипсонда үшін тең болатын форма коэффициенті. эффектті қима өлшемі.

9. 
   формула түрлі бағыттағы бөлшек өлшемдерін, сондай-ақ жарықтар моделдене алатын тік бұрышты параллепипед немесе элипсонды түріндегі бөлшек формасымен бөлшек өлшемдерін бағалауға мүмкіншілік береді. 7 суретте бөлшектегі сейілу жүйесі келтірілген. Сәулелер шоғырының эллипсада кейінгі бөлшек орналасқан электронды тығыздықты ортадан өткенде рентген сәулелері сейіледі. Орталық диффузиялық сейілу қалыптасады. Өзара перпендикуляр бағыттарда бұрыштың сейілуінің интенсивтілігінің өлшенуі эллипсалданың H мен H өлшемдерін анықтауға мүмкіншілік береді. 8 суретте H=100HM бөлшек үшін exp (-) тәуелділігі көрсетілген. 8 суретте кіші бұрыштарға сейілу өлшемдері металдардағы микрожарық теңесетінде бөлшектерден түседі. Босоралған ұқсас дифракция интенсивтілігі бөлшектер жүйесі үшін бірдей орналасқан келесі формуламен сипатталады.
   
10. 
    -
    

Мұнда n-бірдей өлшемді бөлшектер концентрациясы.

анықталады. Кеуектердің өлшемдері бойынша таралуының нақты функциялар құрлымы тікелей эксперименталды МУР индикатристерінен анықтау өте күрделі. Бірақ [131,139] (12) формула бөлшектер өлшемін олардың көлемдегі концентрациясынан тәуелсіз, анықтауға мүмкіншілік береді. Егер үлгіде бірнеше өлшемді бөлшектер бар болса, онда олардың өлшемдерін анықтауда жанамалар әдісі [128,130] қолданылады.

2. 
   Азбұрышты рентген сейінулерін зерттеуге арналған қондырғы.
   

1. 
   Суйілудің аз бұрыш обылыстарында шоғырланғандықтан құрылғының жоғары бұрыштық шешімі.
   
2. 
   МРР интенсивтілігі аз болу заңдылығынан құрылғы жоғары жарықтық күшке ие болуы керек.
   
3. 
   Ауа молекулаларынан паразиттік сейілудің болмауы, жарықтық күшінің қандайда бір күшейтілуі рентген шоғырының қалыптасу жолы бойындағы жұмысшы көлемнің вакумдалуымен орындалады.
   
4. 
   Негізгі талаптар сәулелердің бірінші ретті қалыптастыруына қоллимациялық құрылғыда паразиттік фонның азайтылуына қойылады.
   

1.Рентген сәулелену көзі.

2. Бірінші шоғыр коллиматоры.

3. Бірінші шығаруға қатысты үлгіні қажетті жағдайда орналатыруға мүмкіншілік беретін үлгі ұстаушы.

4. Тіркеуіш пен радиоэлектронды аппаратурадан тұратын құрылғының жалпы бейнесі 8-ші суретте көрсетілген.

Рентген нұрландыру көзі ретінде біздің жұмыста тарфокусты БСВ-22,23,24,25, молибденді анодымен қолданылады. Түтіктер жоғары вольтті ПУР-5/50 генераторы арқылы қоректендірілді. Біздің жұмыста қысқа бірінші шоғыр коллинациясы қолданылады [1].

Шоғыр туындатушы жүйе түтіктек (1) тіркеуішке (9) дейінгі барлық шоғыр жолы бойына вакуумдалды 9-шы сурет. Өлшемдеуде конструкциясы РЕА А.Ф. Иофоре атындағы ФТИ жетілдірілген аз бұрышты рентген камерасы қолданылады. Құрылғы өлшеулерді 0,5 минут аса азбұрыштар облысында жүргізуге мүмкіншілік береді. Рентген сәулесі (1) түтіктен (3 сурет) берилий терезеше (2) арқылы таралушы шоғыр түрінде вакуум камерасының ішіне енеді. Кратка типті [1] коллиматор таралушы шоғырды жіңішке жолақ жасайды. (4). Коллиматор түтік фокусына қатысты камера ішінде реттеуші құрал көмегімен (5) өзіне қолайлы орынға көше алады. Құрылғы реттеуіші коллиматор жазықтығының факалды дақпен және қабылдаушы саңылауымен беттесуді қамтамасыз етеді. Коллимациядан соң шоғыр аздап жұтушы, аздап сейілтуші үлгіге түседі. Шоғырдың сейілген бөлігі (7) қабылдаушы саңылау арқылы тіркеуіш тарапынан тіркеледі. Қабылдаушы саңылау үлгі болған жайдағы ортасы бар дуга бойымен сурет жазықтығында қозғалады, бұл берілген денелік бұрыштағы рентген сәулелерінің сейілуіні тіркеуге мүмкіншілік береді. Тіркеуіш пен қабылдаушы саңылау камерамен иілгіш сульфон көмегімен (8) жалғанады. Саңылау диапазонда қозғалу мүмкіншілігіне ие. Өлшеу бұрышы алты секундтық дәлдікте тіркеледі.

Қабылдаушы саңылау мен бериллий вакуум мен қамтамасыз етуші 7 мм қалдықты терезесі арқылы кванттары жарықтың квантына кейіншелік электр акитульсына ФЭУ-85 электрондық күшейіткіш және ТДС-6-03 тіркеуіші жәрдемімен түрленетіндіріп УЭВУ-МІ-2 тіркеу құрылғысының индикация блогына түсетін, рентген сәулелері Na J(Te) (9) сцинтилляционды кристалдарына түседі. ФЭУ жұмысының оптималды режимін таңдау және тіркеуші құралды бейімдеу есептеудің 100%-дың эффектілігін орнатуға мүмкіншілік береді.

Рентген сәулесінің сейіну интенсивтілігі шоғыр енінің кішірейтілуімен және зерттеу міндетімен анықталатын бұрыштар интервалының өзгеруімен тез бәсендейтіндіктен, біздің жұмыста микрокеуектен азбұрышты сейілуді тіркеу нүктелер бойынша сцинбилияциялы тіркеу жүйесімен (БДС-6- 03 тіркеуіші) жүргізілді.

2. 
   Рентген координациялық детекторы.
   

1. 
   сызықты координатты детектрлеу блогы;
   
2. 
   аналогты процессор;
   
3. 
   мәліметтерді жинаумен өңдеу комплексі МК-І-01;
   
4. 
   газды пост.
   

ПК-РКД-1 /ИСКРС-1256/ түсуші мәліметтермен түрлі операциялар жасайтын бөлек бағдармашалардан тұрады. Сызықты координатты детектерлеу блогы рентген кванттары энергиясын амплитудасы кванттар энергиясына пропорционал ал алдыңғы фронтының ұзақтығы детектор терезесі бойына кванттар жұту координатына пропорционал кернеу импульстарына түрлендіруге арналған. Құрылысы және жұмысы бойынша координаталық деректор ішінде тікбұрышты қиюы жезден орналасқан дюралюминийлі корпусты пропорционал тіркеуішті бейнелейді. Анод-қыл, 50-60мм диаметрлі, катод өсі бойына бекітілген. Детектор корпусы экрандаушы қыртысты және бір уақытта ағынды араласпамен толтырылған ыдыстың қызметін атқарады. . Анод-қыл 2-4К ОМ/мм меншікті кедергілі жұмысшы резистивті қабатпен қапталған шыны қылды бейнелейді. Детектордың кіріс терезесі 0,15 мм қалыңдықты бериллийден жасалып эбонит изоятяторы көмегімен корпустан изоляцияланған. Жоғары кернеу деректор катодына беріледі.

Газды пост (10 сурет ) ағынды газды араласпамен, сызықты координатты детектрдың жұмыс көлемі атмосфералық қысымда болғанда, толтыруға арналған.

Аналогты процессор (10 сурет) комплекстің құраушы бөлігі болып, МК-1 мәліметтерді жинау және өңдеу комплексімен сигналдарды кейіншелік өңдеуге қажетті, детектрлеу блогы сигналын бірінші ретті өңдеуге арналған.

Бірінші ретті шоғыр, 40 мкм биіктікті, интенсивтілігі жеткілікті дәрежеде жоғары болғандықтан РКД-1 жүйесі дейінгі жылдымдықтағы есептеуге арналған немесе рентген координаторлық детекторды бірінші шоғырдан арнайы құрал тарапынан қорғаныс орнатылатын. Бұл құралдың негізгі бөлігі тікбұрышты қиманың вольфрамды жолағы (2000х500мкм) болып табылады. Тартылған жолақ бірінші тік шоғырды жұтады, бірақ оның ендірілуі орнату фонын, 5,5-6 бұрыштық минут диапазондағы өлшеулерді өзгертпейді. Жолақ жағдайын бірінші шоғырдың максимулына қатысты бейімдеу сцинтилляциялы тіркеуші тіркеуіште ГДС-6-03 көмегімен орындалады.

Кратко бойынша коллимациялық жүйе шоғыр биіктігін кіріс саңылауының биіктігін, ал шоғыр енін коллимациялық құрылғы геометриясын өзгертумен түрлендіруге болады.

Рентген сәулесі коллимациялық құрылғыдан өткенде оның деталдерінде сейілуі орындалуы міндетті. Бұл диффузиялық сейілу құрылғының мүмкіншілігін кемітеді.

Паразитті фонның кері әсерін жою үшін түрлі коллимациялық жүйелерді сондай-ақ арнайы құрал қолданылады. Паразит фонды азайту коллимациондық жүйелерді және оның қолайлы бейімдеу арқылы атқара алады.

Кратки жүйесінің коллиматорында (11 сурет ) үлгіні [жарқыратушы] жарқыратушы нұрлар шоғыры үш элементпен қалыптастырылады (1-3). Элементтің беті 2 мен төменгі қабаты 3 бір жазықтықта жатады. Сондықтан шағылу немесе элементтен сейілу 2 козырек 3 тарапынан жұтылады немесе нұр шоғырының шегі болатын коллимация жазықтығынан төмен түседі. Осылайша нұрлану У жазықтығынан жоғарыға түспейді және өзгеру обласы бірінші шоғырдың жарты шоғырына тең бұрышынан басталады. Бірінші шоғыр интенсивтілігі кернелген нүктесінде осы нүктеде көрінетін фокал дақ ауданына пропорционал. Коллимация ауданы (1,2,5) қатаң конструкциялық бірегей деталінен жасалады. 1-4 элементтерінің [әрекеттегі бейнелері] шлифтеледі, сосын қолмен ысқалайды. Козырек 3 кернеу 2 бетіне бекітіледі. Осының нәтижесінде козыректің жұмысшы беті коллимация жазықтығында болып қалады. Шоғырды шектеу үшін бірнеше төрт белгілі қалыңдықты аралық орнатпамен [прокладка] 5 негізгі корпусқа 1 бекітіледі. Орнатпалар бірінші шоғырдың ауытқу бұрышын айқындай отырып негізгі корпуспен бөренеше арасынан саңылау қалдырады.

2. 
   Сцинтилляциялы тіркеуішпен жұмыс жағдайында МРР берілгендерін өңдеу.
   

есептеулердің коллимациондық түзетулерін айқындауды қарастырамыз.

Алдынан алынған 6 өрнегін келесі есептеулерде пайдалану үшін, N концентрациялы бірдей ориентирленген, ұқсас бөлшектердің көлемі дифракциясын сипаттайтын және ол нүктелік шоғыр үшін алынған болғандықтан, оны созылмалы шоғыр үшін түрлендіру қажет. Түрлендіруді жеңілдету үшін бұрыштықтан жазықтықты бейнеге өтеміз. 12-суретте өлшенетін жазықтықтағы үлгі сейілуі бейнеленген, мұнда - байқау жазықтығына бірінші шоғыр проекциясы, - қабылдаушы қимасы. Мұндай жағдайда мен қабылдаушы саңылау арқылы өтетін нұрлану интенсивтілігі

(13)

Мұнда және жазықтықтағы бөлшек тығыздығы, в-үлгі қалыңдығы, j- тек у бағытында өзгеруші бірінші шоғыр нұрлану тығыздығы. Саңылау шоғырының дифракциялық бейнесі ұзына бойы жайылатындықтан (D>L), онда бойынша интегралдаудың қажеті жоқ. Бірінші шоғыр нұрлануының тығыздығын пайдаланып 13-ші өрнекті келесі түрге келтіруге болады: бақылау жазықтығындағы тәуелділігі

Саңылау жеткілікті дәрежеде тар болғандықтан, қайтадан бұрыштық айнымалыға, ескере отырып, өтеміз. Сонда

мұнда ; ;

Орнатылғанның математикалық түзетулерін, геометриялық параметрлерін ескеріп және сейілуші бөлшектерді эпипсондалармен моделдеп (берілген жағдайда микрожарықтар), 9-ші теңдеуді аз бұрышты рентген өлшеулерінің нәтижелерінің өңдеуіне тікелей пайдалануға және келесідей түрде жазуға болады:

(15); мұнда N-нүктелік шоғырқа қатысты бірдей фиектирленген, ұқсас бөлшектер концентрациясы.

Коллимациялық түзетулер енгізген соң бұл өрнек келесі түрге келтіруге болады:

Тең өсті емес өрнектірленген [бағытталған] бөлшектер жүйесі үшін (әдетте ориентрленген поллимерлерде орындалатын) [134], үлгіге күш түсірілген жағдайда, сейілу түсірілген күш бойымен және оған перпендикуляр бағытта төменде келтірілген өрнекпен сипатталады: (17)

(17), (18) өрнектерден өзара және концентрацияға тәуелсіз бөлшектер сейілуінің мен өлшемдерін анықтауға болады осы мақсатпен эксперементал қисықтар координаталарында ауысады. Алынған түзулер алдынан сейілуші бөлшектердің мен өлшемдерін бағалауға болады.