2.1.2 Описание установки и порядок проведения опытов
Кинетику окисления железа изучают с помощью гравиметрического метода, позволяющего фиксировать изменение массы образца со временем в течение опыта. Схема установки приведена на рисунке 13.1.
.
Рисунок 13.1 – Схема экспериментальной установки:
1 – исследуемый железный образец; 2 – печь электрического сопротивления;
3 – механоэлектрический преобразователь Э 2Д1;
4 – персональный компьютер с платой АЦП.
Образец металла (1), подвешенный на нихромовой цепочке к коромыслу механоэлектрического преобразователя Э 2Д1 (3), помещен в вертикальную трубчатую печь электрического сопротивления (2). Почти весь вес образца компенсируют специальной спиральной пружиной при настройке прибора. Выходной сигнал Э 2Д1, пропорционален оставшейся нескомпенсированной части веса образца. Он с помощью аналого-цифрового преобразователя преобразуется в некоторое числовое значение, которое после нормализации выводится на экран монитора как результат измерения массы. Постоянство температуры в печи поддерживается автоматическим регулятором, необходимая температура опыта устанавливается соответствующим задатчиком на приборной панели печи по указанию преподавателя.
По указанию преподавателя работа может быть дополнена взвешиванием образца до и после опыта на высокоточных электронных весах, что позволяет оценить потери окалины при ее растрескивании.
Рекомендуется следующий порядок выполнения работы:
Преподаватель или лаборант выдает образец и запускает программу обслуживания работы на специализированном компьютере, указывая идентификатор студента и вариант проведения работы – в реальном режиме измерений или по ранее полученным данным, со взвешиванием образца или в упрощенном варианте, устанавливает значение температуры и включает печь.
Студент измеряет линейные размеры образца, вычисляет площадь его поверхности и вводит результат в предусмотренное в программе место в указанных единицах.
При необходимости студент взвешивает образец и вводит результат в предусмотренное в программе место в указанных единицах.
Последним вводится значение температуры, установленное на задатчике печи.
Студент включает механоэлектрический преобразователь верхним тумблером и переключает нижний тумблер в положение «настройка».
Образец соединяют с нихромовой цепочкой, осторожно вводят в печь и одевают петельку нихромовой цепочки на крючок механоэлектрического преобразователя.
Проверяют отсутствие контакта образца со стенками печи и, при необходимости, смещают прибор, добиваясь отсутствия контакта.
Переводят нижний тумблер в положение «работа» и начинают записывать значения относительной массы образца каждые 5 секунд (в момент, когда окно часов меняет белый фон на желтый).
Измерения проводят в течение 10 мин или прекращают по указанию преподавателя, нажимая на кнопку «стоп» на панели прибора на экране монитора, сразу после этого можно выключить печь.
Нихромовую цепочку аккуратно снимают с крючка механоэлектрического преобразователя и извлекают образец из печи.
При необходимости производят взвешивание образца.
Записанные значения веса образца вводят на лист электронных таблиц и начинают обработку результатов.