III. Описание установки.
Схема установки представлена на рис. 9.1. Основными ее составными частями являются диффузионный и механический насосы, вакуумная печь, в качестве контрольно-измерительных приборов включены вакуумметр и термопарный датчик температуры.
Рис. 9.1. Устройство вакуумной системы.
1 – механический насос; 2 – диффузионный насос; 3, 4, 5, 6, 7 – краны; 8 – вакуумметр; 9 – камера печи.
IV. Порядок проведения работы.
1. Поместить в вакуумную печь образец, выданный преподавателем.
2. Перекрыть все краны 3, 4, 5, 6, 7.
3. Запустить механический насос 1 с помощью тумблера 8.
4. Медленно открыть краны 7 и 3 и произвести откачку объема в интервале давлений, указанном преподавателем.
5. Измерить давление в откачиваемом объеме с помощью вакуумметра 7. Зависимость Pоб = f(τ) зафиксировать в таблице 9.1.
6. Запустить диффузионный насос 2 с помощью тумблера 9.
7. Закрыть кран 3 при достижении показателей на вакуумметре 7 до 10-4 Па.
8. Открыть кран 4.
9. Закрыть кран 4 при достижении показателей на вакуумметре 7 до 10-4 Па.
10. Открыть краны 3 и 5.
11. Измерить давление в откачиваемом объеме с помощью вакуумметра 7. Зависимость Pоб = f(τ) зафиксировать в таблице 9.1.
12. При достижении показателей на вакуумметре 7 до 10-4 Па включить вакуумную печь и установить на ней температуру отжига 1000 °С при длительности 60 мин.
13. После завершения процесса отжига последовательно закрыть кран 5 и отключить диффузионный насос, используя тумблер 9.
14. Подождать 20-30 минут (механический насос по-прежнему должен оставаться в работе).
15. Закрыть кран 3 и выключить механический насос.
16. Открыть кран 6 для выравнивания давления внутри вакуумного объема с атмосферным.
17. Вынуть образец из камеры вакуумной печи.
18. Измерить твердость для полученного после отжига и исходного образцов (6 уколов для каждого), результаты зафиксировать в таблице 9.2.
V. Обработка результатов эксперимента.
1. На основе данных таблицы 9.1 построить графики зависимостей P – τ и lgP – τ.
2. Рассчитать быстроту откачки камеры печи S0 для каждого насоса в двух вариантах:
- максимально достигнутую в опыте;
- среднюю за период откачки данным насосом.
3. Построить графики зависимостей S0 от P для механического и диффузионных насосов.
4. Сравнить значения твердости исходного образца и после отжига. Сделать вывод о возможных причинах различия значений.
Таблица 9.1.
№ |
Время откачки τ, мин |
Показания вакуумметра при работе МН, Па |
Показания вакуумметра при работе ДН, Па |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
Таблица 9.2.
Номер измерения |
Твердость |
|
Исходный |
После отжига |
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
Среднее |
|
|