МЕХАНИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ МЕТОДОМ ИЗГИБНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Ю.А. Семеренко

Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина

61103 Харьков, пр. Ленина 47, e-mail: semerenko@ilt.kharkov.ua

В области температур 4.2¸320 К при частотах колебаний »10³ Гц реализован один из вариантов резонансных измерений диссипативных и упругих характеристик твердотельных образцов – изучение вынужденных изгибных колебаний тонких пластин (длина 20¸24 мм, ширина 1.5¸5 мм, толщина 0.4¸0.1 мм). Блок-схема измерительной установки приведена на рисунке. Изучаемый образец 3, представляющий собой вибратор возбуждаемый электростатически и работающий на изгиб, подвешен горизонтально в узловых точках на тонких проволоках. Амплитуда и частота возбуждающего напряжения задаются синтезатором частоты 6 по сигналу управляющей ЭВМ и регистрируются цифровым вольтметром 4 и частотомером 5. Сигнал, снимаемый с регистрирующего электрода 2, поступает на избирательный усилитель 8 и далее на цифровой вольтметр 9 и на осциллограф 10. Измерительная ячейка находится внутри откачиваемой ампулы помещенной в криостат 18. Температура в измерительной ячейке задается программируемым терморегулятором 11, который позволяет изменять температуру со скоростью 0.01¸10 К/мин и точностью 0.5 %. В датчиком температуры в области 4.2¸80 К служит арсенид-галиевый термометр сопротивления 12, а при температурах 80¸320 К - дифференциальная медь-константановая термопара 13, теплый конец которой находится в термостате 14. Исполнительным элементом терморегулятора служит электронагреватель 15. Информация об амплитудах напряжения на возбуждающем и регистрирующем электродах, частоте колебаний, температуре в измерительной ячейке и скорости ее изменения посредством устройства сопряжения 16 [1] обрабатывается ЭВМ. Управляющая программа позволяет автоматически находить резонансную частоту вибратора, поддерживая заданную амплитуду колебаний образца; выполнять измерения декремента колебаний d и динамического модуля упругости Е в установленных температурных точках при заданной скорости изменения температуры. Относительная погрешность при определении d ± 1 % и ± 0.0001 % для Е.

1. Ю.А. Семеренко, ПТЭ, 48, №3 – C.162-164 (2005).