1 - МИФИ

АМИРАГЯН А. А., ЗАКАРЯН К. С., КРУГЛОВ А. Б., КРУГЛОВ В. Б.
Национальный исследовательский ядерный университет ‹‹МИФИ››
ИССЛЕДОВАНИЕ ТКЛР, КТ И
МОДУЛЯ ЮНГА ДИОКСИДА
УРАНА С ДОБАВКАМИ
ГАДОЛИНИЯ
Схема интерферометра
1
2
4
Измерительная
ячейка:
1 – объектное
зеркало;
2 – опора;
3 – основание;
4 – шток;
5 – образец;
5
x2
L
55
x1
25
ПЗС-матрица
О
6-20
11
А
3
ДП
О1
а)
б)
в)
г)
x1
l = 4·(/2)
δ(l) = /2
x3
Т
Спекл-интерференционная картина изгиба пластины
Общий вид дилатометра
Погрешность измерений ТКЛР.
Тестовые измерения
(λ/2) k lк
λ
α

 α к , δ(l0 )  0,1 , δ(T )  0, 04 K .
l0 T l0
2
α  1106 , K 1 ,
α
α
 20 %. α  10 106 , K 1 ,
 2 %.
α
α
Образец
изм,
ср,
/,
спр,
10-6,К-1
10-6, К-1
%
10-6, К-1
16,1
2,5
16,2
12,2
2,5
11,7
16,3
1,8
16,2
16,3
15,9
Сталь 12Х18Н10Т
16,1
16,2
16,1
12,0
Армко
12,3
12,2
16,1
М3
16,4
16,3
Измерение КТ методом стационарного
осевого потока
l
Q
 
S (Τ1  Τ 2 )

 l  S Q  T 





l
S
Q
T

2
 5  10

Конструкция вакуумного объема
60
1 – вакуумная камера;
2 – дно криостата;
3 – измерительная ячейка;
4 – трубка подвески;
5 – экран;
350
2
500
5
4
20
20
3
1
40
Конструкция измерительной ячейки
1
7
2
6
3
4; 5
1 – основание;
2 – исследуемый образец;
3 – нагреватель;
4, 5 – экраны;
6 – теплопровод спая
дифференциальной термопары;
7 – тепловой контакт;
Измерительная схема установки
ИН
RН = 120 Ом
В7-78/1
PC
RН = 5кОм
ИН
Rоб = 100 Ом
Тарировочные измерения
20
Вт/(м К)
10
9
8
7
Т, К
6
60
70 80 90 100
200
300
400
КТ стали 12Х18Н10Т:
 - тарировочные измерения;
▬ - Кожевников И.Г., Новицкий Л.А. Справочник, Гост 8.140.82.
Результаты измерений
КТ монокристалла
UO2
O - UO2
 - UO2+Nb2O5+
Gd2O3
 - UO2+Gd2O3
Определение Модуля Юнга
а)
1
Г5-54
2
б)
U()
3
С1-55

l

Схема измерения скорости продольных упругих волн (а) и характерный вид (б)
регистрируемых сигналов: 1, 3 –пьезопреобразователи; 2 –образец
vl = l,
где l – длина образца, а  время распространения импульса.
Модуль Юнга Е определяется по формуле:
(1  μ )(1  2μ )
E  ρv
(1  μ )
2
l
где  - плотность, vl - скорость звука, μ - коэффициент Пуассона.
Результаты измерений ТКЛР, КТ, vl
образцов диоксидов урана
Измерения ТКЛР, КТ, vl при температурах 20 – 60 0С.
Образец
КТ, ,
Вт/(м·К)
ТКЛР, ,
10-6, К-1
vl, 103, м/с
E, ГПа
UO2
6,2
9,2
5,11
202
UO2 + 5 % Gd2O3
3,3
8,6
-
-
UO2+ 5 % Gd2O3 + Nb2O5
3,9
8,4
-
-
Спасибо за внимание!