WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

0,57-0,58

100

0,58-0,59

130

0,59-0,6

160

0,62-0,63

200

0,64-0,66

Показано, что с ростом температуры намагничивание от 25 до 200С происходит увеличение магнитной индукции в среднем на 10-12%. Температура намагничивания обеспечивающая большее значение магнитной индукции составляет 160С.

Известно, что обеспечение монолитности высоконаполненных образцов достигается при высоких давлениях, поэтому изучали влияние величины давления и способа его подачи на свойства магнитопластов. (табл. 8).

Таблица 8

Влияние величины и способа подачи давления при прессовании на свойства МП

Руд,

МПа

сдв 1,

МПа

сдв 2,

МПа

Br 1, Тл

Br 2, Тл

1,

кг/м3

2,

кг/м3

300

9,5

10,4

0,56-0,57

0,56-0,57

4500

4550

350

13,5

14,2

0,56-0,57

0,56-0,57

4900

4950

500

16,0

17,0

0,57-0,58

0,57-0,58

5000

5100

550

19,0

19,7

0,58-0,59

0,59-0,6

5200

5250

600

19,3

20,5

0,59-0,6

0,6-0,62

5250

5300

1000

19,5

21,0

0,6-0,62

0,6-0,62

5300

5400

1200

19,7

21,2

0,6-0,62

0,6-0,62

5400

5450

сдв 1 – прочность при межслоевом сдвиге при одностороннем прессовании;

сдв 2 – прочность при межслоевом сдвиге при двустороннем прессовании;

Вr 1 – магнитная индукция в центре кольца при одностороннем прессовании;

Вr 2 – магнитная индукция в центре кольца при двустороннем прессовании;

1 – плотность МП при одностороннем прессовании;

2 – плотность МП при двустороннем прессовании;

Руд – удельное давление прессования.

При применении 2-стороннего способа прессования, основанного на поочерёдной подачи давления на верхний и нижний пуансон прессовой оснастки, вследствие более концентрированного воздействия давления, в изделии увеличивается количество физических связей частиц магнитного наполнителя со связующим, в результате чего возрастает предел прочности при межслоевом сдвиге, в среднем на 5 МПа.

Так как рабочими средами в условиях эксплуатации магнитов из МП могут быть машинное масло, бензин, вода, то изучено их влияние на магнитные и прочностные свойства. Установлено отсутствие влияния исследуемых агрессивных сред на вышеуказанные свойства магнитопласта.

Глава 5. Разработка нового метода отверждения полимерных композиций с магнитным наполнителем при пропускании электрического тока

В главе 5 представлены экспериментальные данные по отверждению составов для МП в электрическом поле. Электрическая схема установки представлена на рис. 7.

Метод отверждения МП при пропускании электрического тока основан на явлении разогрева композиционного материала, обладающего достаточно высоким, по сравнению с металлами, электрическим сопротивлением.

При отверждении происходит протекание электрического тока непосредственно по частицам металлического магнитного наполнителя, и через места соприкосновения между частицами наполнителя (так называемая «цепочечная проводимость»).

Полярные группы и сегменты молекул диэлектрического материала, помещённого в постоянное электрическое поле, ориентируются по направлению его полярности. Другие группы молекул, а также тепловое движение препятствуют ориентации. Энергия, которая затрачивается на преодоление препятствий, рассеивается в материале и нагревает его.

При применении нового метода происходит увеличение прочностных характеристик МП (табл. 9), без снижения магнитных свойств. Кроме того, упрощается технология производства МП, за счёт исключения энергоемкого оборудования для термоотверждения.

Таблица 9

Зависимость предела прочности при межслоевом сдвиге от метода отверждения

Содержание Nd-Fe-B, %

сдв.ср, термоэлектрическое отверждение, МПа

сдв.ср

отверждение в термокамере, МПа

60

18,4

16,0

70

23,0

17,5

80

24,5

18,0

85

26,0

19,0

90

28,0

19,5

95

15,5

12,0

Проведены исследования влияния степени наполнения и габаритных размеров МП на динамику процесса отверждения.

Установлено, что с уменьшением количества магнитного наполнителя объёмное электрическое сопротивление увеличивается, вследствие чего увеличивается время достижения температуры отверждения (рис. 8).

Рис. 8. Зависимость времени достижения температуры отверждения от степени наполнения магнитным наполнителем

С увеличением объёма отверждаемого МП время достижения температуры полимеризации так же увеличивается (рис. 9.).

Рис. 9. Влияние размера МП на время достижения температуры отверждения

1 - 30*18 h – 8, 2 - 30*18 h – 12, 3 - 30*18 h – 16

Исследования электрофизических показателей обосновывают параметры процесса отверждения МП электрическим током. Так при низком удельном давлении МП характеризуется рыхлой структурой. Количество электрических контактов в объёме МП минимально. Вследствие этого не обеспечиваются условия протекания электрического тока через объём. С повышением удельного давления прессования количество электрических контактов увеличивается, что приводит к снижению электрического сопротивления, способствуя тем самым увеличению проводимости электрического тока (рис. 10).

Рис. 10 Морфология МП, отверждённого в электрическом поле (х 380)

Установлено, что давление свыше 900 МПа не приводит к значимому снижению удельного объёмного сопротивления (рис. 11, кр. 1). Это свидетельствует о максимальной степени уплотнения магнитного наполнителя в объёме.

Не менее важную роль играет и степень наполнения магнитным наполнителем. Так, с увеличением степени наполнения пропорционально увеличивается количество электрических контактов, что способствует снижению электрического сопротивления (Рис. 11, кр. 2).

Рис. 11. Зависимость объёмного электрического сопротивления от давления прессования и степени наполнения Nd-Fe-B

1 – давление прессования, МПа, 2 – степень наполнения Nd-Fe-B, %

Разработанная технология получения МП позволяет обеспечить магнитные и прочностные характеристики получаемых магнитов на уровне, значительно превышающем аналогичные показатели традиционных магнитопластов (табл.10).

Таким образом установленные закономерности позволяют направленно регулировать технические характеристики МП изменением технологических параметров изготовления.

Таблица 10

Сравнительные свойства магнитопластов,

полученных различными способами

Показатели

Смесевой

способ

Поликонденса

ционный способ

Разработанный способ

1. Плотность, кг/м3

5000- 5200

5500- 6000

5900 – 6200

2. Прочность при межслоевом сдвиге, МПа

5,0

9,0

24-28

3. Остаточная магнитная индукция, Тл

0,4

0,5 – 0,6

0,55 – 0,65

4. Коэрцитивная сила по индукции, кА/м

206

320

360

5. Максимальное энергетическое произведение, кДж/м3

32

58-66

72-80

6. Предельная рабочая температура эксплуатации, С

120

120

200

7. Хемостойкость

Бензо- и маслостойки

Основные выводы:

1. Разработаны основные процессы новой технологии магнитопластов – композиционных материалов, обеспечивающие создание композиционного материала с высокими магнитными и прочностными свойствами и низкой себестоимостью. Использование твердых мелкодисперсных порошков связующего позволяет получать структурно однородную композицию со степенью наполнения до 90-92%объем, что не удается реализовать, применяя жидкие смолы. Высокая степень наполнения магнитными частицами и равномерность распределения связующего дают возможность на 10-15% повысить магнитные и на 100 – 150% прочностные характеристики по сравнению с аналогами.

2. Установлены закономерности получения однородной структуры магнитов в результате формования при давлении не менее 600 МПа и последующем отверждением при температуре t = 170-180С, что позволяет обеспечить высокое уплотнение смеси используемых компонентов с достижением плотности на уровне 5900 – 6200 кг/м3.

3. Доказано взаимное влияние компонентов при формировании структуры МП в процессе отверждения эпоксидного порошкового связующего. Установлено, что на поверхности частиц сплава Nd-Fe-B образуются координационно-химические связи с функциональными группами эпоксидного связующего.

4. Разработан новый метод отверждения полимерных композиций с магнитным наполнителем при пропускании электрического тока. Экспериментально доказано, что повышение температуры композиционного материала при этом происходит равномерно по всему объёму, что способствует одновременному отверждению композита и минимизации механических напряжений, вследствие чего сформированная структура МП обладает повышенными на 100 – 150% прочностными свойствами.

5. Проведены испытания и внедрены в мелкосерийное производство постоянные магниты, производимые по разработанной технологии, для индикаторов перепада давления ИПД-500 (ОАО «Газаппарат» г.Саратов). Производство магнитов организовано в филиале «Иннотех» технопарка «Волга-техника» при Саратовском государственном техническом университете.

Основные положения и результаты диссертационной работы

изложены в следующих публикациях:

Pages:     | 1 | 2 || 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»