Способ контроля качества спекания (его варианты)

Сома Советск ихСоциалистическихРеспублик Х А Х СВИДЕТЕЛЬСТВУ ополнительное к авт. саид-ву(22)За ено 30,1280 (2) 3227345/22-02с присоединением заявки М 1) М. 27/183/ 10 6 0 В 2 вударстванный квинтет СССР о делам наабретеннй и вткрытнй2)Авторы изобретения 1) Заявит с 54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СПЕКАНИцам,таким образом, прочность не хара ризует качество спекания.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту является способ контро ля качества спеканияэлектропроводя щих тел путем измерения удельной электропроводности тела (61). При эт качество спекания оценивается по ст пени совершенства электрических кон 1 Отактов между спекаемыми частицами, определяемой из выражения, главным членом которого является отношение т/60, где бт - удельная электропроводность тела, 6- удельная 11электропроводность вещества 2,Недостатком известного способаявляется низкая точность определения качества спекания. Это связано с тем, что удельная электропровод- ность спекаемого вещества 60, приня тая за постоянную величину, на саделе может значительно изменяться в зависимости от условий спекакт мом Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спосо.бам контроля качества спекания, и может быть использовано в порошковой металлургии, а также в отраслях промышленности, производящих искусственный графит.Известен способ контроля качества спекания твердых тел путем измерения их физико-механических характеристик (прочность при растяжении, изгибе) 11.Недостаток известного способа заключается в необходимости разрушения материала при исследовании. Использование этого способа для контроля качесва спекания приводит, во-первых к уменьшению выхода годной продукции и, во-вторых, к снижению надежности контроля из-за невозможности пош тучного испытания изделий. Кроме то" го при низкой механической прочности частиц разрушение тела происходит не по границе раздела,а по самим части(53) УДК 621,762.5:92562 ния и химического состава исходных порошков.Кроме того, способ имеет ограниченное применение, так как при его использовании нельзя сравнить качествоспекания порошков, содержащих разноеколичество легирующих примесей. Приполучении углеродных материаловструктура графита 1 и, следовательно,электропроводность вещества) формиру- Оется в процессе нагрева и существенно определяется конечной температурой и другими технологическими Факторами. Поэтому электропроводностьвещества может варьироваться в 1 зшироких пределах и для определения качества спекания должна быть измерена специально.Цель изобретения - повышение точности и расширение технологических возможностей способа контроля ка.чества спекания, преимущественноэлектропроводящих материалов,Для достижения поставленной целив способе контроля качества спека Фния 1 его вариантах), преимущественно электропроводяцих материалов,включающем измерение электропроводности спекаемого изделия, в процессеизмерения дополнительно определяютконцентрацию и подвижность носителей заряда и контроль качества проводятпо коэффициенту связности К по формулефбтепр35 где 6 т - электропроводность спекаемого иэделия;е " заряд электрона;и - кбнцентрация носителейзаряда;- подвижность носителей заряда,Второй вариант способа контроля качества спекания, включающий изме.- 4 рение электропроводности спекаемого изделия, предусматривает дополнительное определение удельного элек тросопротивления в магнитном поле и контроль качества проводят по коэффициенту связности Кг по Формуле Качество спекания оценивают поудельному электросопротивлению Упрототип) и коэффициенту связности"г= 1,6 10 кл А - коэффициент, зависящий от Я температуры измерения; бт - электропроводность спекаемоГО изделия, 4Н. - напряженность магнитногополя;М - магнитосопротивление.Таким образом, в предлагаемом способе вместо справочной величины электропроводности вещества 6 используется электропроводность вещества реального, спеченного объекта с учетом степени совершенства кристаллической решетки, возможного легирования примесями в процессе спекания и т,дДля определения величины К 2 необходимо вместе с удельной электропроводностью измерить независимыми методами концентрацию и подвижность носителей заряда, величина которой определяется дефектностью кристаллической решетки материала Средняя подвижность носителей заряда может быть измерена различными методами, В некоторых случаях, например в графитах, определение подвижности возможно путем измерения маг" нитосопротивления тела при некоторой напряженности магнитного поля Н Способ осуществляется следующим образом,Первый вариант, Берут заготовки размером 20 х 20 х 100 мм, полученные спеканием при 3000 С композиции, состоящей из 80 мас.о прокаленного неф" тяного кокса КНПС ГОСТ 22898-78) и 20 мас.4 каменноугольного пека (ГОСТ 10200-73), На заготовках измеряют удельное электросопротивлениепрочность на изгиб Г, магнитосоп-: ротивление М сигнал электронного парамагнитного резонанса.- электропроводность из делия; заряд электрона;- концентрация носителей Н = 1,3 тесла, Качество"спеканиязаряда, определяемаязаготовок оценивают по удельномупо интенсивности сиг- злектросопротивлению прототип) инала ЭПР; коэффициенту связности п=5,6 10 фсм к: - АН 6ум 100 Р УЪ = " КзсРи"/в сек ом мм /м 0,218 0,222 23,7 0,22 26 23,6 0,21 48 50 24,0 27,8 0,1820,144 0,26 0,28 23,0 0,38 0,127 0,075 0,44 90 0,40 0,120 0,126 21,8 г 9/0,40 0,076 27,6 102 0,53 мЬ1= - - подвижность носителейНзаряда, определяемаяиз величины магнитосопротивления и напряженности магнитного поля,Рассчитанные значения приведеныв табл. 1,Из сопротивления удельного.электросопротивления и прочности материала можно сДелать заключение об отсут 1 фствии корреляции между удельным электросопротивлением.и прочностью ко"эффициент корреляции 0,2), Коэффициент корреляции между коэффициентомсвязностью К 1 и прочностью 0,94, Та фким образом, с помощью предлагаемого способа более точно можно опреде лить качество спекания,Второй вариант. Берут графитовыезаготовки размером 20 х 20 х 100 мм,полученные спеканием при 2800 С композиции, состоящей из 60 мас,Ф нефтяного кокса (ГОСТ 2898-78) маркиКНПС и 40 мас,3 высокотемпературногокаменноугольного пека (ГОСТ 1038751. ЗВПрочность (наизгиб) всех заготовокодинакова и составляет 430+20 кг/смИзмеряют при комнатной температурена заготовках удельное электросопротивление У и магнитосопротивление ЗзМ в магнитном поле напряженностью где Н - напряженность магнитногополя,/= в - коэффициент, в которомЙп Й) 19е = 1,610 кл, и6,25" 10. см.Результаты определения сведены вгабл. 2где,К - удельное электросопротивление и коэффициентсвязности соответственно;Рср, К " среднее арифметическоепо всем заготовкам;Р - среднее квадратичное отклонениеЧ - вариационный коэффициент,определяемый по формуле Таким образом, приведенные варианты показывают, что предпагаемый способ позволяет повысить в 1,5 раза точность определения качества спека-. ния и расширить возможности примене" ния спосбба.Таблица 18Таблица 2 924562 К ср ч,К отн.ед,ом мм/м 2 ср,13,8 0,79 0,76 14,7 0,72 0,69 0,72 0,07 9,4 16,2 17,0 2,6 15,3 0,66 16,9 0,80 18,3 19) 1 0,60 21,9 формула изобретения где А 6491 ор Н ВНИИПИ Заказ 2806/60 Тираж 883 Подписноефилиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,Способ контроля качества спека ния, преимущественно электропроводящих материалов, включающий измерение электропроводности спекаемого изделия, о т л и ч а ю щ и й с я т;м, что, с целью повышения точ- сти и расширения технологических ао;можностей способа, в процессе измерения дополнительно определяют :концентрацию и подвижность носителей заряда и контроль проводят по коэффичиенту связности К, по формуле где 6,. - электропроводность спекаемого изделия;- заряд электрона; 4концентрация носителей зарядаподвижность .носителей заряда2. Способ контроля качества спекания, преимущественно электропроводя-. %В щих материалов, включающий измерение электропроводности спекаемого изделия,.о т л и ч а ю щ и й с я, тем, что, с целью повышения точности и расширения технологических возможностей способа, в процессе измерения дополнительно определяют удельное электросопротивление в магнитном поле и контроль проводят по коэффициенту связности К по формулек ДЬ,нММ коэффициент, зависящий оттемпературы измерения,электропроводность спекаемого изделия,напряженность магнитногополя,магнитосопротивление. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гусман Н,О, Сб. Конструкцион-гные материалы на основе углерода.М нМеталлур гияс, 1980, М 1 5,с, 11-22.2, Скороход В,В, Реологические основы теории спекания. К"Науковадумка", 1972, с, 49.