ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Прогнозирование структуры и управление ее свойствами из "Формирование структуры и свойств пористых порошков материалов " Все ППМ по характеру применения можно разделить на три группы фильтрующие, капиллярно-пористые и материалы со специальными свойствами 182, 90). [c.130] Процесс эксплуатации фильтрующих ППМ характеризуется наличием избыточного давления, прикладываемого к газу или жидкости, в результате чего последние проходят по поровым каналам, очищаются, гомогенизируются, разделяются, смешиваются, распределяются и т.д. (фильтры, смесители, глушители шума, аэраторы, огнепреградители и др.). [c.130] Процесс эксплуатации капиллярно-пористых ППМ характеризуется наличием капиллярного давления, возникающего на границе раздела сред жидкость -газ - твердое тело, в результате чего жидкость перемещается по поровым каналам или удерживается в них (испарители, конденсаторы, капиллярные структуры тепловых труб, капиллярные насосы и т.д.). [c.130] Процесс эксплуатации ППМ со специальными свойствами характеризуется взаимодействием поверхности пор с веществами, заранее введенными или пропускаемыми по поровым каналам, что интенсифицирует физические, химические процессы их взаимодействия (пористые аноды, пласгины аккумулярных батарей, заменители костной ткани и др.). [c.130] Для каждой из трех указанных групп ППМ можно выделить наиболее характерные требования, выполнение которых способствует нх более эффективному применению. [c.130] наиболее эффективное использование фильтрующих ППМ обеспечивается при высоких значениях коэффициента проницаемости и минимальных значениях размеров пор. Использование таких ППМ для фильтров способствует повышению их срока службы, уменьшению габаритов и массы, дает возможность получать высококачественную продукцию, а также обеспечивает ряд других преимуществ. В случае применения этих ППМ для смесителей, гомогенизаторов, сепараторов, аэраторов, распределителей жидкостей и газов и др. достигаются оптимальные режимы их эксплуатации и повышается эффективность выполняемых ими операций. [c.130] Капиллярно-пористые ППМ должны обладать одновременно высокими капиллярным потенциалом и проницаемостью. Выполнение этих условий позволяет увеличить теплопередаюище характеристики таких изделий, как испарители, конденсаторы, тепловые трубы, а также повысить к.п.д. капиллярных насосов, производительность процесса шликерного литья, быстродействие гидравлических затворов и другие характеристики. [c.130] Часто пористые материалы со специальными физическими свойствами должны одновременно обладать развитой удельной поверхностью и высоким коэффициентом проницаемости, что увелиадвает площадь контакта заранее введенной или пропускаемой фазы с пористым каркасом. [c.130] Порошковая металлургия обладает широкими возможностями в варьировании показателей основных свойств ППМ пористость 30. .. 70 %, коэффициент проницаемости 10 . .. 10 м , максимальный размер пор до 1000 мкм, средний размер пор 0,1. .. 500 мкм, удельная поверхность 0,01. .. 100 м /г, коэффициент вариации локальной прош)цаемости 10. .. 50 %, капилля ый потенциал до 10 м /с , краевой угол смачивания О. .. 180 град, временное сопротивление при изгибе 30. .. 330 МПа и при растяжении 20. .. 480 МПа, коэффициент теплопроводности 0,1. .. 150 Вт/(м град). [c.130] Для выявления взаимосвязей между основными свойствами на рис. 86 представлены их зависимости от размера частиц ППМ, изготовленных спеканием при свободной насыпке распыленного порошка бронзы марки БрОФ 0-1. Так. [c.131] Для капиллярно-пористых и ППМ со специальными физическими свойствами увеличение одной из приведенных на рис. 86 а величин однозначно приводит к уменьшению другой. [c.131] Повышение указанных параметров Е , и (назовем их параметрами эффективности) характеризует улучшение комплекса свойств ППМ и возможность эффективного их использования. [c.132] В настоящее время известны модели, позволяющие рассчитывать свойства ППМ я описывать явления переноса в пористых средах [33]. При этом наиболее близкой моделью, отвечающей реальной структуре ППМ, имеющей корпускулярное строение, является глобулярная модель. [c.132] Определим значения величин пористости и уделыюй поверхности пористого тела, состоящего из частиц различного диаметра, которые характеризуются функцией распределения /(Д х, y,z). [c.132] Одной из важнейших характеристик ППМ независимо от их области применения является размер пор. Следует отметить, что в настоящее время отсутствует теория для расчета размеров пор пористых тел, состоящих из частиц различного размера, случайно распределенных в его объеме. Однако для практики особый интерес представляют пористые тела, которые можно представить в виде совокупности частиц одного размера. [c.134] Прн определении размеров пор таких совокупностей в рамках глобулярной модели воспользуемся тем, что для правильной упаковки сферических частиц одного размера известно отношение диаметра поры в наиболее узком ее сечении (/ к диаметру частиц исходного порошка О как функции пористости. [c.134] На рис. 87 приведены результаты расчетов по формулам (5.19) и (5.20), а также по щироко распространенной формуле Козени, имеющей вид 1 0 = = ( /з) [П/(1 - П)], в сравнении с табличными значениями. Анализ приведенных зависимостей показывает, что наилучшее совпадение с табличными значениями обеспечивает кривая 1, соответствующая выражению (5.20). Следует отметить, что коэффициент детерминации между рассчитанными по формуле (5.20) и табличными значениями составляет 0,99. Это свидетельствует о хо-, рошей корреляции предложенной математической модели с табличными значениями. [c.134] Важной характеристикой ППМ, используемых в качестве капиллярно-по-ристых материалов, является максимальная высота 1п1ах подъема жидкости в поле силы тяжести. [c.134] В рамках рассматриваемой глобулярной модели найдем взаимосвязь между этой величиной и функцией распределения частиц по размерам. [c.134] Вернуться к основной статье