Способ получения материалов с заданной электропроводностью, состоящих из металла и диэлектрика

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения композидионированных материалов, состояших из металла и диэлектрика с заданной электропроводностью . Целью изобретения является уменьшение трудоемкости, повышение точности получения заданной электропроводности и экономия металла в j композидионном материале. Создание материала заключается в получении предварительных экспе риментальнык данных, осуществляемых измерением электропроводности изделий при содержании металла в исходной смеси X от 0,2 до 0,3 с шагом 0,02 при произвольно выбранном начальном давлении РО , и определении давления Р в зависимости от концентрации металла . Определение минимального содержания металла в исходной смеси Хр при сохранении заданной электропроводности проводят в зависимости от давления и прессуют при полученном значении Р, При определении Р и Xjj по формулам достигают уменьшения трудоемкости предварительных измерений , повьшения точности получения значений электропроводности и экономии металла в композиционном материале. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. i (Л

А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (5)) 4 В 22 F 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4127267/31-02 (22) 07.07,86 (46) 23.01.89. Бюл. ))- 3 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) В.Д.Глуховский, В.М.Казанский, P.Ô,Ðóíîâà, Г.F..Êðàñíÿíñêèé, С.F..Ìàêñóíoâ и Т.П.Величко (53) 621.762.4(088.8) (56) ЖЭТВ). 1984, т. 87, У 2, с. 635, Бальлин М.И. Порошковое металловедение. М.: Металлургиздат, 1948, с. 134. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ С

ЗАДАННОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ)п, СОСТОЯЩИХ ИЗ МЕТАЛ)1А И ДИЭЛЕКТРИКА (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения композиционированных материалов, состояших из металла и диэлектрика с заданной электропроводностью. Целью изобретения является уменьшение трудоемкости, повышение точности получения заданной электропроводности и экономия металла в 1 композиционном материале. Создание материала заключается в получении предварительных экспериментальных данных, осуществляемых измерением электропроводности изделий при содержании металла в исходной смеси

Х от 0,,2 до 0 3 с шагом 0,02 при произвольно выбранном начальном давлении Рр, и определении давления Р в зависимости от концентрации металла. Определение минимального содержания металла в исходной смеси

Хр при сохранении заданной электролроводности проводят в зависимости от давления и прессуют при полученном значении P. При определении P и Хр по Формулам достигают уменьшения трудоемкости предварительных измерений, повышения точности получения значений электропроводности и экономии металла в композиционном материале. 1 s.ï. ф-лы, 1 табл.

1452657

dX

Х„В

{4) (5) с Х

=,л d.p.

cLX (P

Х вЂ” = (pZpР.

lrl =„6(р p )»

>(P-М

Х=Х е (6) Х = Х ехр(-d с (Х, —,»(Р-Р )). (9) V

Х =

V (2) Изобретение относится к порошка= вой металлургии, в частности к способам получения композиционных материалов, состоящих из металла и ди- 5 электрика, с заданной электропроводностью

Цель изобретения — уменьшение трудоемкости, повышение точности заданных значений электропроводности и экономия металла в материале, состоящем из металла и диэлектрика.

Пример ° Необходимо получить материал, состоящий из медного порошка и дисперсных гидросиликатон 15 кальция нестабильной структуры общего вида 0,8 СаО Hi0< пНдО с электропроводностью 6 я = 70 Ом см . Для получения требуемого материала необходимо определить данление прес- 20 сования и содержание меди в исходной смеси.

Электропронодность смеси Р) металл-диэлектрик испытывает скачок

25 при приближении объемной доли X металлического компонента к некоторо» му пороговому значению Х,. В дальнейшем 6,щ продолжает возрастать, приближаясь к электропроводности чис- 30 того металла по закону

6, = А()„(Х вЂ” Х,), {1) где t = 2 — критический индекс тео- 35 рии протекания;

А — константа; (р„ - электропроводность металлического компонента;

Х - объемная доля.металли- 40 ческого компонента, представляющая собой отношение объема, занимаемого металлическим компонентом, )и к объему иэделия 45

Полученные экспериментальные данные показали, что сущестнует зависи- 50 мость Х(Р).

Изменение объема образца происхо- дит в основном за счет уплотнения диэлектрического компонента,.объем металлической составляющей V)9, можно считать неизменным. Уплотняемость неметаллического компонента оценивает1 4)i ся величиной

Дифференцируя выражение (2) по

dP получим е

dP ч dP ч 17 с77-"-(- — — ) (3 ) В круглых скобках представлено выражение для определения фактора уплотняемости„ф неметаллического компонента.

Тогда (3) примет нид

Экспериментальные данные показали, что н рабочем диапазоне давлений можно считать значения,уЗ не зависящими от Р. Тогда, интегрируя равенство (5), получим

После подстановки выражения (6) в (1) получим." »» = А»»»(Х» е — Х, j . (7) Отсюда, считая неизменным Р или

Х,9, легко получить формулы

P = Р,+ - .п(— + — — -" — ); (8)

1 Х

Хх) ХХ А 6„

Предварительно экспериментальным путем устанавливают зависимость от объемной доли металла н интервале 0,? (Х < 0,3 с шагом 0,02 при

Р, = 100 МПа.

Из полученной экспериментальной зависимости G „(X) определяют значение Xd — порога протекания, соответствующего резкому увеличению электропровадности.

При этом константа А равна значению бс /6, при котором график зави- симости б,„ (Х) в логарид)мических координатах пересекает ось ординат, 57

0 7

1,2 10 6,45 ° 10

Р = 635 ИПа, ЭО

3 145?6

Из полученных результатов следует, что Xe = О,?2; А = 1,2 10

-5

Для определения значения фактора уплотняемости „а строят зависимость изменения объема материала ат дав5 ления прессования. Для этого используют индикаторы часового типа, позволяющие фиксировать перемещение плиты пресса при увеличении давления но времени прессования образца. Затем определяют значение ф по формуле

1 f1 V ,/ = — --, При увеличении давления

V f1P от 600 до 1000 ИПа объем гидросиликата кальция уменьшается с 3,92 до

3 2,20 см .Тогда значение уЪ составит

1 2 20 3 92 З у -- — — - — -< — — 1,1 !О МПа

3,92 1000-600 .20

При заданном значении Х = 0,14

1 022 1

P = 100 + — — — 1п + — — ff

1,1 10 0,14 0,22 где табличная электропроводность меди равна повышается трудоемкость за счет унеличения числа предварительных измерений.

С увеличением шага выше 0,02 уменьшается трудоемкость, хотя значительно падает точность получения заданной электропронодности.

Таким образом, величина выбранного шага измерений соответствует реальной максимально воэможностей точности задания объемной доли металла в смеси при обеспечении малой трудоемкости за счет снижения числа предварительных измерений., Таким образом, используя предложенные формулы, определяют давление прессования и минимальное содержание металла в материале, необходимое для получения заданной электропроводности, что позволяет экономить металл по сравнению с известным способом, включающим получение предварительных экспериментальных данных путем установления зависимости электропронодности формуемого изделия от давления, определения необходимого давления для получения заданной электропроводности и прессования.

При заданном значении P = 1000 МПа наименьшая исходная объемная доля металлического компонента, при кото- 35 рой возможно получения иэделия с

-f

Gf < О, 7 OM. см, составит

Х<, = 0,22 + (кехр -- †(1000-100)

Х = 0,12.

55 0,02 количество измерений cocтавит (ff«f = 6,45 10 Ом см

5 с Г

После определения P и Х проводят прессонание материала при определенном. давлении и минимальном содержании металла н смеси.

Выбор интервала изменения содержания металла в смеси от 0,2 до 0,3 обусловлено тем, что значение Х для любых трехмерных систем находится именно и указанных пределах.

Уменьшение шага предварительных измерений ниже 0,02 позноляет повысить точность определения величины

Хс, что, в свою очередь, повьш ает точность получения заданных значений электропроводности. Однако при этомх

45

Кроме того, знание закона изменения электропроводности н пороговой области содержания металла в смеси определяет более точное получение значений заданной электропроводности.

Результаты измерений электропроводности изделий представлены в таблице.

Получение предварительных данных путем определения давления прессования по формуле позволяет значительно уменьшить количество предварительmfx экспериментов и тем самым уменьшить трудоемкость. Если н случае известного способа требуется пронести 6 8»

«5 = ?40 измерений (где 6 — количество опытов при различных значениях давления, Я вЂ” количестно образцов с различным содержанием металла, 5 количество измерений н каждой серии), то при проведении предварительных измерений при атмосферном давлении в интервале значений 0,2-0,3 с шагам

6 S = 30 (где 6 — количество образцов с различным содержанием металла, 5 — количество измерений в каждой серии}.

57 6 от 0,2 до 0,3 с шагом 0,02 при про. извольно выбранном начальном давлении, а определение знажения давления прессования проводят по формуле

14526 затели по способу

Свойства предложенному (определение параметров по ,формулам) тном деле арав

4 Хс 1 бсср р = р + 1п(+ ск )

1 о с. А би ариным

10 ением

1 3;

1,5;

1,5;

0,9;

1„0;

1,3;

1,1;

1„0

2,5;

5,0;

Звг °

2,5;

4,5;

3,1;

2,7;

3,9;

Разброс .значений электропроводности изделий, Х

20 формула изобретения

x,= (x, — — )exp (-„о (p — w, )), А и

Составитель В. Еременко

Техред Л.Олийнык Корректор В. Гирняк

Редактор В. Данко

Заказ 7118/8 Подписное

ВНИИПИ ГосудаРственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тираж 710

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 1. Способ получения материалов с заданной электропроводностью, состоящих из металла и диэлектрика, включающий получение предварительных экспериментальных данных и прессование материала, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоем30 кости и повышения точности заданных значений электропроводности, получение предварительных экспериментальных данных осуществляют измерением электропроводности образцов при содержании металла в исходной смеси где P — давление прессования;

P, - начальное давление; — среднее значение фактора уплотняемости диэлектрического порошка в рабочем диапазоне давлений;

Х„ — порог протекания, соответствующий резкому увеличению электропроводности при начальном давлении Ро в интервале значений в исходной смеси от 0,2 до 0,3;

Х,.) — содержание металла в исходной смеси; ср — заданное значение электропроводности смеси;

6н — электропроводность металлического компонента;

А — константа.

?. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что) с целью экономии металла, определение минимального содержания металла в исходной смеси при сохранении заданной электропроводности проводят по формуле