
- •Л.Й. Дворкін, і.Г. Скрипник фізико-хімічні і фізичні методи досліджень будівельних матеріалів
- •Передмова
- •1. Основні поняття та визначення
- •1.1. Фізико-хімічний аналіз
- •1.2. Хімічні, фізичні і фізико-хімічні методи аналізу
- •1.З. Фізико-хімічні і фізичні методи досліджень
- •Фігуровського
- •2.1.1. Опис експериментальної установки
- •2.1.2. Порядок обробки результатів вимірювань
- •2.1.3. Питання самоконтролю
- •2.2. Визначення питомої поверхні дисперсних матеріалів
- •2.2.1. Суть методу та опис приладу псх-2. Робоча формула
- •2.2.2. Прилад Блейна
- •2.2.3. Питання самоконтролю
- •Література
- •3. Методи дослідження структури порового простору будівельних матеріалів
- •3.1. Будова пористого матеріалу
- •3.1.1. Пікнометричний метод визначення істинної густини речовини
- •3.1.2. Визначення середньої густини твердих тіл за допомогою гідростатичного зважування
- •3.1.3. Визначення загальної, відкритої та закритої пористості твердих тіл
- •3.1.4. Питання самоконтролю
- •Література
- •3.2. Метод визначення показників пористості матеріалів за кінетикою їх водопоглинання
- •3.2.1. Порядок обробки результатів вимірювань
- •3.2.2 .Питання самоконтролю
- •Література
- •4. Визначення в’язкості речовин в рідкому стані та дослідження реологічних властивостей структурованих дисперсних систем
- •4.1. Визначення умовної в'язкості рідин
- •4 Рис. 4.2. Віскозиметр .1.1. Опис експериментальної установки
- •4.2. Дослідження в’язкості рідин методом Пуазейля і Стокса
- •4.3. Дослідження в’язкості рідин методом Швидковського
- •4.3.1. Опис експериментальної установки
- •Ампула зі зразком
- •Кінематичної в'язкості
- •4.4. Дослідження реологічних властивостей структурованих дисперсних систем
- •4.4.1. Опис експериментальної установки
- •4.5. Визначення граничної напруги зсуву формовочних мас конічним пластоміром
- •4.5.1. Опис експериментальної установки
- •4.6. Питання самоконтролю
- •Література
- •5. Термічні методи дослідження матеріалів
- •5.1. Простий термічний аналіз (та)
- •5.2. Диференціальний термічний аналіз (дта)
- •5.3. Термогравіметричний аналіз (тг) та диференціальнотермогравіметричний аналіз (дтг) матеріалів
- •5.4. Ідентифікація олігомерів та полімерів як приклад застосування термографії
- •5.5. Питання самоконтролю
- •Література
- •6. Методи дослідження теплофізичних властивостей матеріалів
- •6.1. Теплопровідність як явище переносу енергії
- •6.1.1 .Вимірювання теплопровідності методом відносного горизонтального шару
- •6.1.2. Опис експериментальної установки
- •6.2. Питома теплоємність будівельних матеріалів
- •6.2.1. Визначення питомої теплоємності матеріалів калориметричним методом змішування
- •6.2.2. Опис експериментальної установки
- •6.3. Калориметричні методи
- •6.3.1. Тепловиділення
- •6.3.2. Теплота гідратацій цементу
- •(За о.В. Ушеровим-Маршаком):
- •6.3.3. Види калориметрії
- •6.3.4. Термосний метод калориметрії
- •6.3.5. Ізотермічний метод калориметрії
- •6.3.6. Адіабатичний метод калориметрії
- •6.3.7. Метод розчинення
- •6.3.8. Диференціальна мікрокалориметрія
- •6.4. Питання самоконтролю
- •Література
- •7. Ультразвукові методи дослідження властивостей матеріалів
- •7.1. Основні положення
- •7.2. Суть та застосування ультразвукового імпульсного методу для дослідження міцності бетону
- •7.3. Питання самоконтролю
- •Література
- •8. Дослідження електрофізичних властивостей сировини та матеріалів
- •8.1. Метод електропровідності
- •8.1.1. Вимірювання електропровідності матеріалів контактним методом
- •8.2. Метод діелектрометрії
- •8.2.1. Відносна діелектрична проникність речовини та діелектричні втрати
- •8.2.2. Застосування методу діелектрометрії
- •8.2.3. Установка для вимірювання ємності та діелектричних втрат на змінному струмі
- •8.3. Питання самоконтролю
- •Література
- •9. Застосування методу термо-е.Р.С. Для визначення вмісту вуглецю в сталях і чавунах та фізичні основи теорії і практики термоелектричної термометрії
- •9.1. Фізичні основи термоелектричних ефектів
- •9.1.1. Ефект Пельтьє
- •9.1.2.Ефект Томсона
- •9.1.3. Ефект Зеебека
- •9.2. Закони термоелектричних ефектів та їх застосування
- •9.3. Конструкція приладу експрес-методу термо-е.Р.С. Для визначення вмісту вуглецю в сталях і чавунах та виробах із них
- •9.3.1. Принципова і електровимірювальна схема та функціональна робота приладу.
- •9.3.2. Електрична схема тиристорного регулятора температур робочих електродів
- •9.3.3. Механічна частина приладу
- •9.3.4. Обґрунтування вибору матеріалів для виготовлення робочих електродів, наконечників, термопар і нагрівних елементів
- •Значення коефіцієнтів а, в і с та е0100 для Cu і Ag, в контакті із Fe
- •Фізичні властивості для Сu, Аg, Fe і ніхрома
- •Термоелектрична характеристика гілок тха
- •9.3.5. Калібровка приладу та його апробація
- •9.3.6. Основні конструкційні і технічні характеристики приладу
- •9.4. Області застосування методу термо-е.Р.С.
- •9.5. Питання самоконтролю
- •Література
- •10. Метод рентгенографічного дослідження фазового складу сировини та матеріалів
- •10.1. Структура кристалічних речовин, дифракція рентгенівських променів та суть методу рентгенографії
- •10.2. Застосування методу рентгенографії
- •10.3. Якісний рентгенфазовий аналіз
- •10.4. Питання самоконтролю
- •Література
- •11. Оптична спектроскопія
- •11.1. Атомна спектроскопія
- •11.1.1. Емісійний спектральний аналіз
- •11.1.2. Фотометрія полум'я
- •11.1.3. Атомно-абсорбційний спектральний аналіз
- •11.2. Молекулярна спектроскопія
- •11.2.1. Спектроскопія комбінаційного розсіювання
- •11.2.2. Застосування інфрачервоної спектроскопії
- •11.3. Питання самоконтролю
- •Література
- •12. Метод інфрачервоної спектроскопії у дослідженні органічних і неорганічних речовин
- •12.1. Взаємодія інфрачервоного випромінювання з речовиною
- •12.2. Способи зображення спектрів пропускання та поглинання
- •12.3. Апаратура та приготування досліджуваних зразків
- •12.3.1. Спектрометр
- •12.3.2. Джерела інфрачервоного випромінювання
- •12.3.3. Монохроматори та їх оптичні характеристики
- •12.3.4. Приймачі випромінювання
- •12.3.5. Приготування досліджуваних зразків
- •12.3.6.Інфрачервоний спектрофотометр типу ur -20
- •12.4. Розшифровка інфрачервоного спектру поглинання
- •Спектри каолініту:
- •12.5. Питання самоконтролю
- •Література
- •13. Оптична мікроскопія
- •13.1. Застосування оптичної мікроскопії
- •13.2.Оптична схема і принцип дії мікроскопа та основні його характеристики
- •13.3. Вимірювання лінійних розмірів об'єкта за допомогою мікроскопа
- •13.4. Методи мікроскопії
- •13.4.1. Дослідження матеріалів у прохідному світлі
- •Мікроскопа
- •13.4.2. Дослідження матеріалів у відбитому світлі
- •Мікроскопа
- •13.4.3. Метод ультрамікроскопії
- •13.4.4. Метод спостереження об'єктів у поляризованому світлі
- •13.4.5. Метод дослідження у люмінесцентному світлі та флуоресцентна мікроскопія
- •13.4.6. Методи спостереження в ультрафіолетових та інфрачервоних променях
- •13.4.7. Методи фазового та інтерференційного контрасту
- •13.4.8. Високо- і низькотемпературна мікроскопія
- •13.4.9. Телевізійна мікроскопія
- •13.5. Питання самоконтролю
- •Література
- •14. Електронна мікроскопія
- •14.1. Оптична схема та вузли електронного мікроскопа
- •14.2. Роздільна здатність і збільшення електронного мікроскопа
- •14.3.Типи електронних мікроскопів
- •14.4. Методи досліджень в електронній мікроскопії
- •14.5. Методи препарування зразків для досліджень
- •14.6. Растрова електронна мікроскопія
- •14.6.1. Суть методу електронної растрової мікроскопії
- •14.6.2. Електронні растрові мікроскопи на просвічування і відбивання
- •Р ис. 14.7. Принципова схема растрового електронного мікроскопа на просвічування:
- •14.6.3. Растрова мікроскопія спеціального призначення
- •14.7. Приклади використання електронної мікроскопії
- •14.8. Питання самоконтролю
- •Література
9.4. Області застосування методу термо-е.Р.С.
Вище було розглянуто одну із областей ефективного застосування методу термо-е.р.с. - визначення вмісту вуглецю в сталях і чавунах та виробах із них а також теорія і практика термоелектричної термометрії.
Існує кореляція між структурним станом (фазовий склад, величина зерен, твердість), напругами у металі і термо-е.р.с. Термоелектричним методом можуть бути виявлені зони підвищеного вмісту вуглецю, кремнію, міді та ін. елементів в залежності від складу сплаву і умов кристалізації. Вимірювання контактної термо-е.р.с. можуть бути використані для контролю структури і вмісту легуючих елементів, якості хіміко-термічної обробки, мікроскопічного аналізу структури, дефектоскопії (структуроскопія).
Термоелектричний метод є перспективним для масового неруйнівного контролю якості матеріалів і виробів, досить простим і експресним методом при сортуванні заготовок за марками матеріалу, при визначенні товщини поверхневих шарів виробів, вмісту аустеніту в сталевих деталях довільної форми та ін. Він дозволяє виявити як недогрів, так і перегрів при нагріванні під загартування деталей із заевтектоїдних сталей. Отже, дозволяє не просто констатувати брак, а на основі поточних вимірювань величини термо-е.р.с., виконаних безпосередньо після обробки, забезпечити коректування технологічного процесу.
9.5. Питання самоконтролю
1. Області застосування методу термо-е.р.с.
2. Переваги методу термо-е.р.с. для визначення вмісту вуглецю в сталях і чавунах у порівнянні із відомими.
3. Суть явищ Пельтьє, Томсона і Зеебека. Записати формули теплот ефектів і пояснити.
4. Чому явище Томсона є своєрідним ефектом Пельтьє? Яка відмінність між явищами Томсона і Пельтьє та Джоуля-Ленца?
5. Застосування першого і другого законів термодинаміки для визначення співвідношень між коефіцієнтами Пельтьє, Томсона і Зеебека.
6. Закони Магнуса - проміжних температур і проміжних металів та їх практичне застосування.
7. Термоелектричний термометр (термопара) та його схеми. Фізичні основи принципу дії. Переваги використання термопари відносно термометра.
8. Пояснити принципову схему приладу експрес-методу термо-е.р.с. для неруйнівного визначення вмісту вуглецю в сталях та чавунах.
9. Обґрунтування вибору матеріалів для виготовлення робочих електродів, наконечників, термопар і нагрівних елементів.
10. Електрична схема регулятора температур та механічна частина приладу.
11. Калібровка приладу та його апробація, основні конструкційні і технічні характеристики його.
Література
1. Блюменауэр X. и др. Испытание материалов. Справочник. -М.: Металлургия, І979.-448с.
2. Коренман И.М. Методы количественного химического анализа. -М.: Химия, 1989. -128с.
3. Газоанализатор типа ГОУ-1. Описание и правила пользования. -Клин: Лаборприбор,1979. -8с.
4.Клюс І.П., Скрипник І.Г., Голонжко В.М. Розробка і апробація експрес-методу та прилад для визначення вмісту вуглецю в сталях, чавунах та виробах із них. Регіональна спеціалізована виставка (каталог учасників) "Енергозберігаюча техніка, технології, пристрої”. -Рівне: РДЦНТЕІ, 1999. –25с.
5. Клюс І.П., Скрипник І.Г. , Голонжко В.М. Експрес-метод та прилад для визначення вмісту вуглецю в сталях, чавунах та виробах із них. Інформаційний листок № 42-99.Рівненський ЦНТЕІ, 1999.
6. Калашников С.Г. Электричество. -М. :Наука, І970.-666с.
7. Вейнберг Ф. Приборы и методы физического металловедения. -М. :Мир, 1973.-427с.
8. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. -М. Энергия, 1978. –704с.
9. Глазов В.М. и др. Методы исследования термоэлектрических свойств полупроводников. -М. :Атомиздат, 1969. -173с.
10. Рудницкий А.А. Термоэлектрические свойства благородных металлов и их сплавов. -М.:АН СССР 1956.
11. Прохоренко В.Я., Паздрій Г.П. Фізичні властивості металів. -Львів: ЛДУ, 1976. -93с.
12. Гапчин Б.М., Дудчак Я.Й., Френчко В.С. Молекулярна Фізика.- Львів: Світ, 1990.-240с.
13. Белокур И.П., Коваленко В.А. Дефектоскопия материалов и изделий. -К.: Техніка,1989. –192с.
14. Нечаев Е.А. и др. Об оперативном контроле состава металла методом термо-е.д.с. Приборы и системы управления, №3,1975.
15. Мельниченко Н.А. Тиристорный терморегулятор. ПТЭ, №5,1979.
16. Енохович А.С. Справочник по физике. -М.: Просвещение, 1978.-415с.
17. Геращенко О.А. и др. Температурные измерения. Справочник.–К.: Наукова думка, 1989. –704с.