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

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4 В 22 Р 3/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ительныи нский с, 635,талло 19.48,(54) СПОСОБ ПОЛуЧ ЗАДАННОЙ ЭЛЕКТРОП Я 1 ИХ ИЗ МЕТАЛЗ(А И (57) Изобретение вой металлургии, собам получения ко материалов, состо электрика с задан ностью. 11 елью изо уменьшение трудое ЕНИЯ МАТЕРИАРОВОДНОСТЬ(пДИЭЛЕКТРИКАотносится к ОВ С СОСТ порошкок спованных стно мпозициониряших из метал ид нои электро бретения яв мкости пов оводется шени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) ЖЭТВ), 1984, т, 87, У 2,Бальшин М,И. Порошковое мведение, М,: Металлургиздат,с, 134,точности получения заданной электропроводности и экономия металла в 1композиционном материале. Созданиематериала заключается в получениипредварительных экспериментальныхданных, осуществляемых измерениемэлектропроводности изделий при содержании металла в исходной смесиХ от 0,2 до 0,3 с шагом 0,02 припроизвольно выбранном начальном давлении Р, и определении давления Рв зависимости от концентрации металла. Определение минимального содержания металла в исходной смесиХо при сохранении заданной электролроводности проводят в зависимостиот давления и прессуют при полученном значении Р. При определении Ри Хр по Формулам достигают уменьшения трудоемкости предварительных измерений, повышения точности получения значений электропроводности иэкономии металла в композиционномматериале. 1 э.п. Ь-лы, 1 табл.(2) Изобретение относится к порошка= вой металлургии, в частности к способам получения композиционных материалов, состоящих из металла и ди электрика, с заданной электропроводностью.Цель изобретения - уменьшение трудоемкости, повышение точности заданных значений электропроводности и экономия металла в материале, состоящем из металла и диэлектрика.П р и м е рНеобходимо получить материал, состоящий из медного порошка.и дисперсных гидросиликатов 15 кальция нестабильной структуры общего вида 0,8 СаО МО пНО с электропроводностью бсм = 70 Омсм . ля получения требуемого материала необходимо определить давление прес сования и содержание меди в исходной смеси.Электропроводность смеси 6 м металл-диэлектрик испытывает скачок25 при приближении объемной доли Х, металлического компонента к некоторому пороговому значению Х,. В дальнейшем б,м продолжает возрастать, приближаясь к электропроводности чис того металла по закону(о = А би (Х - Хс), (1) где 1 = 2 - критический индекс теории протекания;А - константа;(р - электропроводность металлического компонента;Х - объемная доля металлического компонента, представляющая собой отношение объема, занимаемогометаллическим компонентом, 17 к объему иэделия 45 Полученные экспериментальные данные показали, что существует зависи мость Х(Р),Изменение объема образца происхо- дит в основном за счет уплотнения диэлектрического компонента,.объем металлической составляющей 7 можно считать неизменным, Уплотняемость не- металлического компонента оценивает 1 с 1 Л. ся величиной 6 = ДидиЬеренцируя выражение (2) посР, получим ХХ Ъ И Ч 1 Ыс 1 Р Г 7 Р Г( 7 Р) В круглых скобках представленовыражение для определения факторауплотняемостиф неметаллическогокомпонента,Тогда (3) примет вид Экспериментальные данные показали, что в рабочем диапазоне давлений можно считать значения д не зависящими от Р, Тогда, интегрируя равенство (5), получим После подстановки выражения (6)в (1) получим(+ сА) ), (8)1 Хс 1 СсА) Х 7 Х 7 А бм Предварительно экспериментальнымпутем устанавливают зависимостьот объемной доли металла в интервале 0,2 ( Х0,3 с шагом 0,02 приР = 100 МПа,Из полученной экспериментальнойзависимости ( (Х) определяют значение Хс - порога протекания, соответствующего резкому увеличению электропровадности.При этом константа А равна значению 1 см /бм 1 при котором график зави-симости бс, (Х) в логарид)мическихкоординатах пересекает ось ординат,где табличная электропроводность меди равна ЭО 3 14526Из полученных результатов следует, что Х = 0,22; А = 1,210-5Для определения значения Фактора уплотняемости 6 строят зависимость изменения объема материала ат дав.5 ления прессования, Для этого используют индикаторы часового типа, позволяющие Фиксировать перемещение плиты пресса при увеличении давления но времени прессования образца, Затем определяют значение 3 по Формуле1 37,/ = - , При увеличении давленияЧ 4 Рот 600 до 1000 ИПа объем гидросили ката кальция уменьшается с 3,92 до32,20 см .Тогда значение /3 составит1 2 20 3 92 3,а-- 1,1О МПа3,92 1000-60020При заданном значении Х = 0,141 0 22 .1 Р = 100 + --- 31 п+ -- х 1,1 10 0,14 0,22 0 7 А 1,2 10 6,4510 ф Р = 635 МПа,повышается трудоемкость за счет увеличения числа предварительных измерений.С увеличением шага выше 0,02уменьшается трудоемкость, хотя значительно падает точность получениязаданной электропронодности.Таким образом, величина выбранного шага измерений соответствует реальной максимально воэможностей точности задания объемной доли металлав смеси при обеспечении малой трудоемкости за счет снижения числа предварительных измерений.,Таким образом, используя предложенные Формулы, определяют давлениепрессования и минимальное содержаниеметалла в материале, необходимое дляполучения заданной электропроводности, что позволяет экономить металлпо сравнению с известным способом,включающим получение предварительныхэкспериментальных данных путем установления зависимости электропронодности Формуемого изделия от давления, определения необходимого давления для получения заданной электропроводности и прессования.б = 6,45 10 Ом смГ с Г Х = 0,22 + ( 1,2в (1000 100) 1 Х = 0,12, ке После определения Р 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. Уменьшениеизме ений ниж ель ны шага пр итр е 0,02 позноляе сить точность определения ве Хс, что, в свою очередь, пов точность получения заданных электропроводности, Однако п т поныл ич ины ьшаетзначений этом При заданном значении Р = 1000 МПа наименьшая исходная объемная доля металлического компонента, при которой возможно получения иэделия с бсср = 0,7 Ом, см , составит 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.40 Получение предварительных данныхпутем определения давления прессования по Формуле позволяет значительноуменьшить количество предварительныхэкспериментов и тем самым уменьшить45 трудоемкость. Если н случае известного способа требуется пронести 685 = 240 измерений (где 6 - количество опытов при различных значениях давления, Я - количество образцовб 0 с различным содержанием металла, 5количество измерений н каждой серии),то при проведении предварительныхизмерений при атмосФерном давлениив интервале значений 0,2-0,3 с шагамб 0,02 количество измерений составит6 5 = 30 (где 6 - количество образцов с различным содержанием металла,5 - количество измерений в каждойсерии),14526 затели по способу Свойства предложенному (определение параметров поФормулам) тном делеарав 1 Хс 1 6 сщР Р ( )Х, Х А би ариде Р - давлени прессования;е давление;значение фактора мости диэлектричесошка в рабочем диаавлений; ачальн реднее ние отн го п зоне 1,3;5; 1,3;1,5; 1,1;0,9; 10 4,51 2,5; 5,0; 2,7; 3,21 3,91 2,5;Разброс з чений эле Х порог протекания, соотве ствующии р электропро чальном да кому унеличе тропровоности излий, Х ности ри нав ннсходной ении Роений вдо 0,3еталла тервале зна смеси от О, содержание ной смеси исходо у л з ени аданное значение э ктроталли 1. Способ получения материалов с заданной электропроводностью, состоящих из металла и диэлектрика, включающий получение преднарительных экспериментальных данных и прессонание материала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения трудоем 30 кости и повышения точности заданных значений электропронодности, получение предварительных экспериментальных данных осуществляют измерением электропроводности образцон при содержании металла и исходной смеси пров одно электроп и смеси; оводность момпонента; ческогоконстант 1, отли что, с цель еделение ми 2, Спщ и й соб по я тем алла, о а- экомни м альой ного ссмеситропро ржания металла н исхо сохранении заданной ности проводят по форэлекмле Х,= Х,ехр - ,р Ги Составитель В, Еременкотор В. Данко Техред Л.Олийнык Корректор В. Гирн ираж 710 каз 7118/8 но о крытиям при ГКНТ СССРд, 4/5 тениямская на изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгоро Проектн НИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Иосква, Ж, Р57 6от 0,2 до 0,3 с шагом 0,02 при про. извольно выбранном начальном давлении, а определение знажения давления прессования проводят по формуле