Композиционные материалы электропроводность

Требования, предъявляемые к сварочным электродам и к электрическим контактам, очень близки (высокая тепло- и электропроводность и хорошие механические свойства при повышенных температурах), поэтому и применяемые материалы для сварочных электродов II электрических контактов аналогичны. В табл. 4 приведены наиболее популярные композиционные материалы, используемые при сварке. [c.437]

В сварочной головке при сварке с расходуемым электродом используются контактные трубки и наконечники, подводящие ток к электроду и удерживающие и направляющие электродную проволоку. Чаще всего для контактного наконечника применяется медь с высокой электропроводностью, но могут быть использованы и композиционные материалы. [c.438]

ТЕПЛО- И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.284]

Тепло- и электропроводность металлов почти на два порядка больше, чем у полимерных материалов и поэтому в случае металлов не возникает никаких проблем в отводе тепла от локального источника (например, в корпусах подшипников, плитах разъема). На практике при расчете теплопередачи к жидкостям через металлические стенки редко возникала необходимость принимать во внимание тепловое сопротивление стенки. Несколько отличная картина наблюдается в случае композиционных материалов, теплопроводность которых определяется теплопроводностью матрицы и армирующего наполнителя, причем и матрица, и наполнитель являются худшими проводниками, чем металлы, которые они могут заменять. Естественно, что с увеличением масштабов использования высокопрочных композиционных материалов появилась необходимость в получении информации об их теплофизических и электрических свойствах. [c.285]

Отсюда следует, что для прогнозирования тепло- и электропроводности композиционных материалов недостаточно знать только корреляцию этих свойств с плотностью. [c.286]

Обычно в литературе описываются два основных подхода к анализу эффективной тепло- и электропроводности композиционных материалов, состоящих из непрерывной полимерной матрицы и волокнистого армирующего наполнителя. Первый и наиболее простой подход основан на допущении о том, что композиционный материал можно рассматривать как систему сопротивлений. Такой подход является универсальным для любого явления проводимости и буква к обозначает любой коэффициент проводимости — коэффициент теплопроводности, удельную электропроводность, коэффициент диффузии и диэлектрическую постоянную или диэлектрическую проницаемость. [c.288]

ТЕПЛО- И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛИМЕРНЫХ СВЯЗУЮЩИХ, ВОЛОКОН и КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.304]

Тепло- и электропроводность полимерных композиционных материалов [c.307]

Как и следовало ожидать, эта зависимость для аст носит линейный характер, причем при экстраполяции к сравнении значений, полученных экстраполяцией и определенных экспериментально на жгутах из волокон, оказывается, что они различаются всего лишь на 5%. Это различие, вероятно, связано с незначительными отклонениями волокон от параллельности и обрывом волокон в процессе формования композиционных материалов [13]. Более заметное расхождение расчетных и экспериментальных данных наблюдается в случае более хрупких высокомодульных волокон. [c.311]

В работе [13] был также определен характерный для большинства углеродных волокон показатель отношение коэффициента теплопроводности к электропроводности, равный приблизительно 1,26-10 Вт-Ом/К. Его значения для композиционных материалов на основе высокомодульных и высокопрочных углеродных волокон составляли 0,91-10-2 и 0,34-10 Вт-Ом/К соответственно. Отношение коэффициента теплопроводности к электропроводности [c.311]

Поскольку полимерная матрица обладает очень низкой электропроводностью, электропроводность композиционных материалов, свойства которых приведены на рис. 7.13, можно рассчитать с помощью простого правила смеси [c.312]

Теплопроводность слоистых композиционных материалов в направлении параллельно слоям определяется аналогично электропроводности [c.75]

Композиционный материал на алюминиевой основе, армированный стальной проволокой, отличается от других композиционных материалов доступностью и низкой стоимостью армирующего наполнителя, а также лучшими тепло- и электропроводностью. [c.597]

Боропластики. Это композиционные материалы, содержащие в качестве наполнителя борные волокна и отличающиеся высокой твердостью, прочностью (особенно при сдвиге, срезе и сжатии), жесткостью, высокой динамической и статической выносливостью при нагружении в направлении волокон, повышенной тепло- и электропроводностью при сравнительно низкой плотности [17]. [c.6]

Анизотропия свойств графитовых материалов, особенно пироуглерода и пирографита, обеспечивает потребителю широкие возможности их использования например, один и тот же элемент может быть использован и в качестве электропроводного, и в качестве электроизоляционного материала. В зависимости от условий применения графит может быть и хорошим антифрикционным материалом, и материалом с очень сильным износом. В технике высоких температур графит нашел всеобщее признание как одно из самых тугоплавких веществ. Трудно найти такую отрасль промышленности, в которой не было бы потребности в углеграфитовых материалах. В качестве материалов подшипников и вкладышей он используется в машиностроении, судостроении, авиации и др. В качестве конструкционного материала —в высокотемпературных установках, теплообменниках для химической промышленности, в ядерной технике, в создании композиционных материалов для авиации, в ракетной технике, судостроении. Тепловые свойства графита широко используются в высокотемпературных установках, в том числе в МГД-генераторах, а также в ракетной технике. В ракетах, работающих на твердом топливе, графит применяется для деталей соплового аппарата. Поверхность горловины сопла может нагреваться до температуры, которая всего лишь на 55—110 град ниже теоретической температуры вспышки топлива, колеблющейся в пределах 2700—3600°С [173, с. 18—40]. Для ядерных ракет графит является одним из лучших материалов, поскольку он обладает высокой температурой плавления, отличной термостойкостью и хорошей технологичностью [173, с. 41—65]. Все большее значение приобретают углеграфитовые материалы при литье металлов как для тиглей, так и для литейных форм. [c.4]

В книге изложены методы расчета коэффициентов тепло- и электропроводности смесей и композиционных материалов. Рассмотрены модели структур основных групп смесей и композиционных материалов твердых пористых, спеченных, зернистых, волокнистых, металло- и минералокерамик, керметов, растворов, расплавов и газовых смесей в широком диапазоне изменения определяющих параметров. Результаты расчета сопоставлены с обширными экспериментальными данными, приведены таблицы, графики, формулы для практических расчетов. [c.2]

Книга предназначена для инженеров, научных работников, студентов и аспирантов, специализирующихся в области определения физических свойств веществ, создания новых материалов, а также для всех специалистов, которым необходимы значения коэффициентов теплопроводности и электропроводности смесей и композиционных материалов. [c.2]

На рис. 4-11—4-19 и в табл. 4-1 результаты расчета сопоставлены с экспериментальными данными по тепло-и электропроводности различных композиционных материалов, совпадение вполне удовлетворительное. Обратим внимание на следующую особенность расчетов. [c.123]

В последние годы разработаны новые композиционные материалы на основе плетеных волокон из электропроводных материалов (ткани с нихромом, ткани из графитизированной вискозы), используемые в качестве гибких тепловыделяющих элементов. Гибкие тепловыделяющие элементы применяются при разработке специальных теплозащитных видов одежды, обуви, термостатирующих устройств и нагревателей, работающих в атмосфере до температур 150° С, а в вакууме или инертной среде до 2000° С. [c.131]

Эффективная тепло- и электропроводность рассмотренных волокнистых композиционных материалов может быть вычислена по формуле (5-26). [c.160]

Слоистые металлические композиционные материалы состоят из двух и более слоев или пластин различных металлов, соединенных друг с другом таким образом, чтобы свойства получаемой композиции значительно превосходили свойства составляющих ее компонентов. Эти материалы могут быть предварительно рассчитаны и получены с заданными свойствами. К таким свойствам относятся коррозионная стойкость, поверхностная твердость, износостойкость, стойкость к удару, вязкость, прочность, улучшенные тепло- и электропроводность, магнитные свойства, контролируемое тепловое расширение, эластичность, формоизменение и др. Компоненты композиционного материала подбирают таким образом, чтобы одно (или более) из перечисленных выше требуемых свойств было достигнуто. Например, плакированная медью коррозионно-стойкая сталь является хорошим кровельным материалом, поскольку каждый компонент улучшает свойства всего слоистого материала медь обеспечивает требования к внешнему виду и обрабатываемость, тогда как сталь повышает прочность и уменьшает потребление более дорогой меди. Кроме того, более низкая в сравнении с медью теплопроводность коррозионно-стойкой стали улучшает способность слоистого материала к пайке. С другой стороны, медная плакировка на коррозионно-стойкой стали улучшает ее теплопередачу при использовании в системах охлаждения. [c.424]

Наиболее распространенными спеченными материалами антифрикционного назначения являются материалы на основе меди и железа [12, 17], Медные композиционные материалы отличают хорошие антифрикционные свойства и высокая электропроводность. Они используются в различных узлах трения и скользящих токосъемных контактах в электротехнике. [c.349]

Исследована зависимость тепло- и электропроводности и коэффициента термического расширения композиционных материалов от их состава, структуры, пористости и некоторых технологических факторов температуры, давления и времени прессования, режима термообработки. [c.160]

При отсутствии специальных требований к материалам по теплопроводности, электропроводности, хладостойкости и другим свойствам температурные интервалы работы композиционных материалов определяют следующим образом <250°С — для материалов с полимерными матрицами >1000°С — для материалов с керамическими матрицами композиционные материалы с металлическими матрицами перекрывают эги пределы [c.500]

Наличие армирующей фазы в композиционном материале снижает его тепло- и электропроводность по сравнению с материалом матрицы и препятствует формированию литого ядра. Удовлетворительные результаты получены при точечной сварке тонколистовых композиционных материалов с плакирующими слоями. При сварке листов различной толщины или композиционных листов с однородными металлическими листами для того, чтобы вывести ядро сварной точки в плоскость соприкосновения листов и сбалансировать разницу в электропроводности материала, подбирают электроды с разной проводимостью, с обжатием периферийной зоны, изменяют диаметр и радиус закругления электродов, толщину плакирующего слоя, применяют дополнительные прокладки [11]. [c.504]

Принципиальная схема изготовления композиционного материала электрохимическим методом с использованием непрерывных волокон показана на рис. 79. Волокно перематывается с катушки через натяжное приспособление на специальную металлическую оправку, служащую катодом. Оправка частично погружена в электролит и совершает вращательное движение с заданной скоростью. Анод, изготовляемый из осаждаемого металла высокой чистоты, помещается на определенном расстоянии. Частота вращения оправки определяется скоростьго осалодения покрытия н требуемым содержанием волокон в композиционном материале. Характер осаждения и формирования монослойного и многослойного материала в значительной степени зависит от диаметра волокон, расстояния между волокнами на оправке, электропроводности волокон и условий осаждения. Плотный, бесгюристый материал получается тогда, когда покрытие равномерно покрывает поверхность волокон и пространство между волокнами. При использовании в качестве упрочнителя тонких, непроводящих волокон, как правило, не наблюдается образования пористости, н композиционный материал фактически не требует дальнейшего уплотнения методом прессования, спекания или прокатки. При использовании же волокон бора, карбида бора или металлических волокон диаметром 100 мкм и более в процессе формирования композиции образуется пористость. [c.176]

Перспективность использования композиционных материалов в различных отраслях техники определяется их широким спектром самых различных свойств. Высокие прочность и удельная жесткость, малая чувствительность к концентраторам напряжений и высокое сопротивление усталостному разрушению, жаропрочность, износостойкость, электропроводность, а такжеэлектро-изоляционпые, антифрикционные, теплозащитные, эрозионностойкие, радиопрозрачные, радпопоглощающие, энергоемкие и другие свойства — таков далеко не полный перечень важнейших характеристик этих материалов. [c.230]

Углеметаллические композиционные материалы с медными свинцовыми и цинковыми матрицами могут быть применены в изделиях различного назначения, для которых требуются высокая износостойкость, малый коэффициент трения, высокая электропроводность, хорошая термостабильность и способность сохранять высокие прочностные и упругие свойства при нагреве. [c.239]

Углеродные волокна обладают высокой электропроводностью. Поэтому применение композиционных материалов на их основе в электронике и электротехнике имеет свои особенности по сравнению со стеклопластиками. Стеклопластики, обладающие электронэолящонными свойствами и пропускающие электромагнитные волны, в основном применяются для изготовления печатных плат, элементов индукционных ка- [c.234]

Волокна из оксида алюминия успешно применяются для армирования металлов. В табл. 8.11 приведены физико-механические характеристики композиционных материалов на основе волокон из оксида алюминия и алюминиевой матрицы. Как видно из приведенных в таблице данных, такие композиционные материалы обладают хорошими механическими свойствами при высоких температурах, высокой электропроводностью и т. д. По сравнению с металлами, армированными другими волокнами, металлокомпозиты на основе волокон из оксида алюминия имеют следующие особенности. Во-первых, так как волокна из оксида алюминия стабильны при высоких температурах в воздушной среде и практически не реагируют с расплавленным металлом, металлокомпозиты на их основе можно получать методом литья. Это дает возможность [c.285]

В качестве покрытий чаш,е всего применяют проволочную сетку, слой алюминия, полученный пламенным напылением, и алюминиевую фольгу. Полоски или стержни молниеотвода также были приспособлены для непосредственного восприятия ударов молнии, сила тока которых до 200 кА, с последуюш,им безопасным отведением тока в электропроводяш,ие участки летательного аппарата. Для изоляции внутренней части летательных аппаратов могут быть использованы композиционные материалы с меньшей электропроводностью, благодаря чему ток молнии останется на наружной поверхности. [c.285]

Развитие полимерных композиционных материалов сопровождается появлением большого количества литературы, посвященной теории и практике их получения и применения. Советскому читателю предлагается перевод книги, написанной большим коллективом авторов, в которой рассматриваются принципы создания и использования полимерных композиционных материалов. В отличие от других переводных книг по композиционным материалам, например однотомника Современные композиционные материалы (изд-во Мир , 1970 г.) и восьмитомника Композиционные материалы под редакцией Л. Браутмана и Р. Крока (изд-во Мир , 1977—1979 гг.) в основу которых положены главным образом проблемы механики композиционных материалов, настоящая книга написана с позиций общего материаловедения. В ней анализируются важнейшие эксплуатационные свойства промышленных полимерных композиционных материалов основных типов жесткость, прочность, вязкость разрушения, усталостная выносливость, вязкоупругие и антифрикционные свойства, тепловое расширение, тепло- и электропроводность, горючесть, — а также рассматривается применение этих материалов в таких важных областях, как строительство и строительные конструкции, машиностроение, транспорт, производство бытовых товаров, тары и упаковки. [c.10]

За последние годы был опубликован ряд работ, посвященных систематическим исследованиям тепло- и электропроводности композиционных материалов, в которых кроме экспериментальных данных о свойствах композиционных материалов содержится информация о соответствующих свойствах волокнистых наполнителей и матриц, а также приводятся методы и условия изготовления образцов для испытаний. Результаты этих исследований были положены в основу полуэмпирического корреляцибиого метода, который рассмотрен ниже. [c.287]

Имеется довольно обширная литература, посвященная теплопроводности в гетерогенных средах, появление которой объясняется главным образом технологической важностью применения таких материалов в качестве теплоизоляции. Изоляционные материалы на основе минеральных волокон можно рассматривать как одну из разновидностей композиционных материалов, в которых окружающий воздух играет роль непрерывной матрицы. Вследствие наличия в таких материалах двух фаз — газообразной и твердой— их называют двухфазными материалами. Однако использо-Bainie такого термина для композиционных материалов, в которых оба компонента находятся в твердом состоянии, оказалось ие вполне точным. Само понятие композиционный уже указывает на присутствие в таком материале более одного компонента и оказывается вполне достаточным для его характеристики. Несмотря на несомненное принципиальное сходство между волокнистыми теплоизоляциоными и композиционными материалами, имеется и существенное различие, оказывающее заметное влияние на свойства, связанные с явлениями переноса в композиционных материалах. В изоляционных материалах непрерывная фаза (воздух или какой-либо другой газ) находится в непосредственном контакте с волокнистым твердым телом. В композиционных материалах конструкционного назначения матрица и армирующий наполнитель приводятся в контакт в процессе формования под действием заданного давления и температуры. Любой дефект, образующийся в процессе формования, например иесмачивание части армирующего наполнителя полимерным связующим, присутствие воздушных включений на поверхностях уплотненного волокнистого мата, препятствует равномерному распределению компонентов и в дальнейшем приведет к возникновению сопротивления на границе раздела фаз. Кроме того, очевидно, что в течение определенного периода времени под действием, например, влаги, влияние этих неблагоприятных условий будет увеличиваться. Хотя этот эффект может быть легко обнаружен, поскольку он приводит к ухудшению механических свойств композиционных материалов, оказывается, что в литературе отсутствуют какие-либо сведения о его влиянии на тепло- и электропроводность. [c.287]

Асбестовые волокна. В литературе отсутствует какая-либо информация о тепло- и электропроводности асбестовых волокон, используемых в производстве композиционных материалов. Остается только надеяться, что анализируя экспериментальные данные, полученные для достаточно аккуратно изготовленных образцов асбопластиков, можно будет в какой-то степени оценить проводимость асбестовых волокон в продольном и поперечном направлениях. Ниже приводятся данные о плотности двух типов асбеста, определенной флотационным методом (методом градиентной трубки) [24] [c.306]

Рис. 7.13. Зависимость электропроводности в продольном направлении однонаправленных композиционных материалов на основе эпоксидной смолы и непрерывных и рубленых углеродных волокон при 20 °С от их объемной доли [6, 13] / — высокомодульные непрерывные волокна i[13] 2 —рубленые углеродные волокна Мод-мор, тип I [6] 3 — высокопрочные непрерывные волокна [13].

Рис. 7.13. <a href="/info/118219">Зависимость электропроводности</a> в продольном направлении однонаправленных композиционных материалов на основе <a href="/info/33628">эпоксидной смолы</a> и непрерывных и рубленых углеродных волокон при 20 °С от их <a href="/info/29145">объемной доли</a> [6, 13] / — высокомодульные <a href="/info/37142">непрерывные волокна</a> i[13] 2 —рубленые <a href="/info/39107">углеродные волокна</a> Мод-мор, тип I [6] 3 — высокопрочные непрерывные волокна [13].

Электропроводность. Электропроводность в продольном н поперечном направлениях композиционных материалов на основе непрерывного углеродного волокна также была изучена Книббсом с сотр. [13]. На рис. 7.13 приведена зависимость электропроводности в продольном направлении ост этих материалов от объемной доли волокна при комнатной температуре. [c.311]

В соответствии с работой [13] и рис. 7.14, электропроводность в поперечном направлении аст имеет более низкое значение и мало различается для композиционных материалов на основе высо-ко.модульных и высокопрочных углеродных волокон. Степень анизотропии, определяемая отношением o l/ t t, равна приблизительно 100 для композиционных материалов с объемной долей волокна фА = 0,4 и уменьшается с увеличением объемной доли волокон. [c.312]

Электропроводность в продольном и поперечном направлениях однонаправленных композиционных материалов на основе рубленого углеродного волокна была определена сотрудниками НИИ взрывчатых веществ (Англия) [6]. Результаты этого исследования, приведенные на рис. 7.13 и 7.14, подтверждают предположение о том, что композиционные материалы на основе рубленых волокон обладают более низкой электропроводностью по сравнению с композиционными материалами на основе непрерывных волокон. [c.312]

Показатель анизотропии электропроводности значительно выше показателя анизотропии теплопроводности, из чего можно сделать вывод о том, что электропроводность значительно более чувствительна к изменениям в структуре композиционного материала. Поэтому электрические измерения, являющиеся простыми и быстрыми в исполнении, могут быть положены в основу неразрушаю-щнх методов испытания композиционных материалов. [c.312]

К основным методам борьбы с электро-коррозионным изнашиванием относятся создание на поверхностях контакта материалов тонких переходных слоев, не влияющих на процессы передачи тока через контакт и снижающих трение в скользящих контактах, но резко уменьшающих вероятность схватывания, сваривания и интенсивного механического изнашивания создание композиционных материалов, содержащих электропроводные смазки создание токопроводных смазочных материалов. [c.166]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...