65. Властивості та технологія обробки електретів.

Електрети - речовини, які здатні впродовж тривалого часу втримувати наведену поляризацію.

Електрети - аморфні речовини, до складу яких входять полярні молекули, наприклад, суміш воску й смоли. Якщо розплавити таку суміш і помістити її в дуже сильне електричне поле, а потім дати затверднути в такому стані, поляризація зберігатиметься протягом днів. Проте з часом повільні процеси релаксації призведуть до хаотизації орієнтації полярних молекул, і електричний момент поволі зникне.

Електрети використовуються в деяких мікрофонах, фільтрах повітря, детекторах іонізуючого випромінювання.

На відміну від сегнетоелектриків, поведінка яких в електричному полі за своїм характером практично збігається з поведінкою феромагнетиків в магнітному полі, Електрети з «замороженої» поляризацією є термодинамічно нерівноважних об'єктом. Його стан хиткий, а нагрівання веде до швидкого незворотного руйнування поляризації діелектрика. Нерівноважності - основна властивість електретного стану, які б не були конкретні механізми його отримання. Релаксація - перехід в рівноважний (не поляризоване, не заряджене) стан - характерна для будь-якого Електрети. Вона є не тільки відмінною ознакою Електрети, але і причиною технічних труднощів, з якими стикаються виробники пристроїв, заснованих на електретний ефекті. Саме наявність релаксації є стимулом наполегливих пошуків матеріалів, з яких можна виготовити «довгоживучі», стабільні Електрети, у яких цей процес протікає набагато повільніше.

Релаксація електретні стану супроводжується зменшенням величини надлишкового заряду, накопиченого Електрети, зменшенням поверхневого потенціалу, протіканням струму в об'ємі зразка та ін явищами. Вона може відбуватися як при постійній температурі (ізотермічна релаксація), так і при підвищенні температури з часом за певним законом (термостімулірованная релаксація).

Релаксація прискорюється під впливом факторів навколишнього середовища - іонізуючих випромінювань, атмосферної вологості, пилу, механічних напруг і деформацій та ін Вона може протікати мимовільно, безконтрольно при зберіганні або експлуатації виробів, що містять Електрети, і використовуватися як інструмент наукових досліджень електретні ефекту. В останньому випадку ведеться реєстрація тимчасової або температурної залежності заряду, потенціалу або струму, що протікає у зразку в процесі релаксації. Експериментальні методики із застосуванням термостімульованої релаксації дозволяють отримати важливу інформацію про природу електретні стану в даному матеріалі, кінетичних і структурних переходах в діелектриках та ін

Для створення електретів використовуються методи, засновані на зміні їхнього внутрішнього електричного поля під впливом різних впливів. Крім сильного зовнішнього електричного поля, дія якого призводить до значної залишкової поляризації, для отримання Електрети застосовують додатково якесь активизирующее вплив. Залежно від способу такого впливу розрізняють термоелектрети (нагрівання), фото-і радіоелектрети (освітлення оптичним або g-випромінюванням), магніто-і механоелектрети (дія магнітного поля і механічного розтягування або стиснення).

Розглянемо механізм виникнення залишкової поляризації на прикладі термоелектретов. При їх створенні діелектрик нагрівається в сильному електричному полі і піддається бомбардуванню швидкими електронами, в результаті чого відбувається їх емісія вглиб діелектрика.

Як наслідок в діелектрику виникає просторово розділене накопичення зарядів різного знака (поляризація). Для збереження поляризованого стану діелектрик охолоджується без виключення електричного поля, і його поляризоване стан «заморожується». Після циклу такої обробки час, протягом якого зберігається поляризоване стан діелектрика, збільшується в мільйони разів, що сприяє збереженню властивостей Електрети протягом багатьох років.

Найчастіше в технічних цілях використовуються Електрети, виготовлені у вигляді тонких неполярних фторполімерних плівок товщиною 10-25 мкм, які можуть бути з одного боку покриті тонким шаром металу, найчастіше алюмінію. Металевий шар наносять методом вакуумного розпилення. Він служить одним з електродів пристрою, в якому використовується Електрети. Електрети електризується, як правило, у коронному розряді з боку вільної поверхні полімеру і має в діелектрику надлишкові заряди одного знака (моноелектрет). У напилення металевого шарі индуцируется і зберігається заряд протилежного знаку.

Інший вид Електрети - фотоелектрети - засновані на зміні електричного поля при освітленні поверхні діелектрика. На освітлених ділянках фоточутливого діелектрика носії заряду звільняються внаслідок фотоефекту, на тіньових ділянках вони осідають, як на пастках, і утворюють локальні заряди. Після вимкнення освітлення на поверхні фотоелектрета залишається розподіл заряду, яке являє собою слід впливу світла, тобто зображення. Таке електростатичне зображення можна проявити осадженням на зарядженої поверхні будь-якого фарбувального порошку, частинки якого притягуються до заряджених ділянок фотоелектрета електростатичними силами. Матеріалами для фотоелектретів служать солі, окис цинку, сульфіди і селеніди цинку та інші речовини. Як цього класу діелектриків можуть також застосовуватися дрібні полікристали сірки, антрацену, нафталіну та ін Електрофоточутлива проводить пластина покривається тонким шаром фотоелектрета, попередньо зарядженого в темряві коронним розрядом. На пластину проектується зображення. Через високий електроопору заряд Електрети зберігається досить довго. В освітлених місцях заряди релаксують, створюючи приховані електричні зображення, які потім за допомогою пігментних порошків переносяться на папір.

66. Вплив зовнішніх факторів на технологічні особливості та забезпечення надійності процесу виготовлення РЕА.

Конструктивно-технологічні особливості РЕА функціонально - вузловий принцип конструювання, технологічність, мінімальні габаритно-масові показники, ремонтопридатність, захист від зовнішніх впливів, надійність (ймовірність безвідмовної роботи, середній час напрацювання на відмову, середній час відновлення працездатності, довговічність і т.д.) .

Сутність функціонально-вузлового принципу конструювання РЕА полягає в об'єднанні функціонально-закінчених схем у складальні одиниці і їх модульної компонуванні.

Базові конструкції апаратури мають кілька рівнів модульності, передбачають об'єднання простих модулів в більш складні:

Модулі 1 рівня - інтегральні мікросхеми (ІС) і дискретні електрорадіоелементи (ЕРЕ) (опору, конденсатори, транзистори і т.д.).

Модулі 2 рівня - типові елементи збірки (ТЕС) або осередки, типові елементи заміни (ТЕЗ), друковані плати (ПП), які конструктивно і електрично об'єднують ІВ і ЕРЕ.

Модулі 3 рівня - блоки (панелі), які за допомогою плат і каркасів об'єднують осередки в конструктивний вузол.

Модулі 4 рівня - рама (конструктивний вузол - каркас рами), яка об'єднує блоки в єдине ціле.

Модулі 5 рівня - стійка (конструктивний вузол - каркас стійки), яка може об'єднувати кілька рам в єдине ціле.

Модулі 6 рівня - пристрої.

На практиці при конструюванні РЕА можуть використовуватися різні набори рівнів модульності. Наприклад, в телевізорі є модулі 1, 2, та 6 рівнів.

67Вплив температури на роботу елементів ЕМА. Технологічні методи забезпечення стійкості ЕМА до впливу перепадів температур

Оскільки діапазон робочих температур може для різних груп становитиме:

-55 +55  С; -65 +85  С; -65  +125 С;

-65 +200  С; -65  +350 С; -65  +500 С;

то місцеві перегріви можуть у багато перевершувати ці зазначені температури, а отже, без додаткових заходів, що зменшують ці температури, і без аналізу впливу цих факторів на роботу елементів, немислимо створити працездатну і надійну апаратуру.Вплив температури на параметри елементів і властивостіматеріалівРЕУ проявляється наступним чином:

1) при низьких температурах:

- Електролітичніконденсаторизамерзають і перестають працювати,

- Акумуляторні батареї розряджаються,

- Віск і захисні компаунди твердіють і розтріскуються,

- Гумовіамортизаторивтрачають свою еластичність і перестають працювати,

- В механічних підвішених вузлах спостерігається замерзання мастила,

- В реле спостерігається злипання контактів,

- У штепсельних роз'ємах через різні ТКЛРпластмаси та металу відбувається порушення контактів,

- Зменшуються підсилювальні властивостітранзисторів.

2) при підвищених температурах:

- Відбувається зміна люфтів і натягов, для ряду елементів можуть виникнути небажані деформації і викривлення (наприклад, на бобінах високої частоти іконденсаторахзмінної ємності),

- Деякі опору і ємностіконденсаторівпостійної ємності можуть змінювати свої значення на величини, які набагато перевищують робочий розкид,

- Провідністьнапівпровідниківрізко зростає, а саме діоди і транзисторизмінюютьрозрахунковідані для своїх параметрів, особливо  h₁₁ і J _ко - для транзисторів і R _обр - для діодів, що може призвести до втрати працездатності схем на цих елементах,

- Рядматеріалів(наприклад, термопластичних пластиків і компаундів) піддається неприпустимим розм'якшення, і починають текти і т.д. і т.п.

68. Вплив вологості на роботу ЕМА. Технологічні методи захисту елементів ЕМА від вологи.

Вплив підвищеної вологості проявляються в наступному:

1. збільшується діелектрична проникність ізоляційних матеріалів;

2. знижується їх питомий поверхневий опір;

3. зменшуєтьсяелектричнапроникність повітряних зазорів;

4. відбуваються побічні фізико-хімічніпроцесив діелектриках і металах.

Ці причини викликають небажані зміни ємності конденсаторів, зменшення опору ізоляції, іскріння, пробою, розбухання й відшаровування діелектриків, корозію металів, появі цвілі усередині апаратури.

При малій величині вологості спостерігається висихання діелектриків та їх розтріскування.

Найбільш стійкими до дії вологи з діелектриків є фторопласт,полістирол, поліетилен; менш стійки - термопластики,кераміка і сильно схильними є папір,тканини, гетинакс, текстоліт і ін З металів найменше схильні до корозіїсвинець,алюміній, дещо більше - мідь, нікель і дуже сильно залізо.Проникнення корозії вглиб металу характеризуються наступними цифрами (в мкм / рік): Pb - 4, Al - 8, Cu -12, Ni - 32, Fe -200. Ці дані справедливі для хімічно чистих металів. У реальних конструкціях використовуються технічніметали, швидкість корозії у яких ще вище за рахунок включення різних домішок.Швидкість корозії металів залежить від величини відносної вологості (рис.1), а також від температури і складу газу навколишнього середовища.Плівки сплавів, що утворюються на металах, є хорошими захисними засобами від корозії, особливо, плівки окислів алюмінію та титану (Al ₂O _3, Tio _2).При конструюванні РЕА слід також враховувати т.зв.«Контактну корозію» - корозію, що виникає за рахунок різниці електрохімічних потенціалів металів. У табл. 1 для деяких металів приведені значення електрохімічного потенціалу.

69. Вплив піску, пилу та біофакторів на роботу ЕМА. Технологічні методи захисту елементів ЕМА від цих факторів.

Вплив пилу і піску помітно позначається на роботі наземної РЕА, особливо, транспортної.Частинки пилу мають розміри від 5 до 200 мкм, можуть бути 69. Вплив 69. вплив піску, пилу та біофакторів на роботу ЕМА. Технологічні методи захисту елементів ЕМА від цих факторів.

Вплив пилу і піску помітно позначається на роботі наземної РЕА, особливо, транспортної.Частинки пилу мають розміри від 5 до 200 мкм, можуть бути абразивними й гігроскопічні.При високій вологості (понад 75%) пил вбираючи вологу, стає провідником, а при малій величині вологості (5-10%) частки пилу електрично заряджають.Частинки піску складаються, в основному, з округлених зерен кварцу з середнім діаметром 500мкм.

Вплив пилу і піску на роботу РЕА проявляються в наступному:

1.суха пил і пісок потрапляючи в підшипники та інші кінематичні пари, засмічують мастила, викликають заїдання і знос; в реле вони можуть призвести до відмови в спрацьовуванні контактів,електростатичнозаряджена суха пил збільшує небезпеку ураження від електричного розряду високовольтних джерел напруги електроннопроменевих трубок і т.п .,

2.волога пил знижує на кілька порядків поверхневий опір ізоляції діелектриків, сприяє розвитку пробою і корозії металів, особливо, з домішкою сажі, адсорбуючою ангідрид 50г.

71. Конструкторсько-технологічні методи захисту РЕМА від дії електричних полів. Матеріали та технологія забезпечення необхідних властивостей.

Ефективним методом зниження рівня ПЕМВ є екранування їхніх джерел. Розрізняють наступні способи екранування:

• електростатичне;

• магнітостатичне;

• електромагнітне.

Електростатичне і магнітостатичне екранування засновані на замиканні екраном (який володіє в першому випадку високою електропровідністю, а в другому - магнітопровідністю) відповідно електричного і магнітного полів.

Електростатичне екранування практично зводиться до замикання елек­тростатичного поля на поверхню металевого екрана і відводу електричних зарядів на землю (на корпус приладу). Заземлення електростатичного екрана є необхідним елементом при реалізації електростатичного екранування. За­стосування металевих екранів дозволяє цілком усунути вплив електростатич­ного поля. При використанні діелектричних екранів, що щільно прилягають до екранованого елемента, можна послабити поле джерела наведення в £ раз, де £ - виносна діелектрична проникність матеріалу екрана.

Основною задачею екранування електричних полів є зниження ємності зв'язку між екранованими елементами конструкції. Отже, ефективність екра­нування визначається в основному відношенням ємності зв'язку між джере­лом і рецептором наведення до і після установки заземленого екрана. Тому будь-які дії. що приводять до зниження ємності зв'язку, збільшують ефекти­вність екранування.

Дія металевого листа, що екранує, істотно залежить від якості з'єднання екрана з корпусом приладу і частин екрана один з одним. Особливо важливо не мати сполучних проводів між частинами екрана і корпусом.

У діапазонах метрових і коротших довжин хвиль сполучні провідники до­вжиною в кілька сантиметрів можуть різко погіршити ефективність екрану­вання. На ще коротших хвилях дециметрового і сантиметрового діапазонів сполучні провідники і шини між екранами недопустимі. Для одержання ви­сокої ефективності екранування електричного поля тут необхідно застосову­вати безпосереднє суцільне з'єднання окремих частин екрана.

Вузькі щілини й отвори в металевому екрані, розміри яких малі в порів­нянні з довжиною хвилі, практично не погіршують екранування електрично­го поля.

Зі збільшенням частоти ефективність екранування знижується.

Основні вимоги, що пред'являються до електричних екранів, можна сфо­рмулювати в такий спосіб:

конструкція екрана повинна вибиратися такий, щоб силові лінії елект­ричного поля замикалися на стінки екрана, не виходячи за його межі;

в області низьких частот (при глибині проникнення (б) більше товщини (d) (при б>d) ефективність електростатичного екранування практично визначається якістю електричного контакту металевого екрана з корпу­сом пристрою і мало залежить від матеріалу екрана і його товщини;

в області високих частот (при б < 5) ефективність екрана, що працює в електромагнітному режимі, визначається його товщиною, провідністю і магнітною проникністю.

. Магнітостатичне екранування використовується при необхідності при­душити наведення на низьких частотах від 0 до 3... 10 кГц.

Основні вимога, які ставляться до магнітостатичних екранів, можна звес­ти до наступних:

• магнітна проникність Ма матеріалу екрану повинна бути якомога вищою. Для виготовлення екранів бажано застосовувати магнітом'які матеріали з високою магнітною проникністю (наприклад, пєрмалой),

• збільшення товщини стінок екрану приводить до підвищення ефектив­ності екранування, однак при цьому варто брати до уваги можливі конс­труктивні обмеження по масі і габаритам екрана;

• стики, розрізи і шви в екрані повинні розміщатися паралельно лініям магнітної індукції магнітного поля. їхнє число повинне бути мінімаль­ним.

• заземлення екрана не впливає на ефективність магштостатичного екра­нування.

Ефективність магнітостатичного екранування підвищується при застосу­ванні багатошарових екранів

Екранування високочастотного магнітного поля засновано на використан­ні магнітної індукції що створює в екрані змінні індукційні вихрові струми (струми Фуко). Магнітне поле цих струмів усередині екрана буде спрямовано назустріч збудливому полю, а за його межами - у ту ж сторону, що і збудливе поле. Результуюче поле виявляється ослабленим усередині екрана і посиле­ним поза ним. Вихрові струми в екрані розподіляються нерівномірно по його перерізу (товщині). Це викликається явищем поверхневого ефекту, суть якого полягає в тім, що змінне магнітне поле слабшає в міру проникнення в глиб металу, тому що внутрішні шари екрануються вихровими струмами, що цир­кулюють у поверхневих шарах.

Завдяки поверхневому ефекту щільність вихрових струмів і напруженість змінного магнітного поля в міру поглиблення в метал падає за експонентним законом.

Ефективність магнітного екранування залежить від частоти й електричних властивостей матеріалу екрана. Чим нижче частота, тим слабкіше діє екран, тим більшої товщини приходиться його робити для досягнення того самого екрануючого ефекту. Для високих частот, починаючи з діапазону середніх хвиль, екран з будь-якого металу товщиною 0,5...1,5 мм діє дуже ефективно. При виборі товщини і матеріалу екрана варто враховувати механічну міц­ність, твердість, стійкість проти корозії, зручність стикування окремих дета­лей і здійснення між ними перехідних контактів з малим опором, зручність пайки, зварювання й ін..

Для частот вище 10 МГц мідна і тим більше срібна плівка товщиною більш 0.1 мм дає значний екрануючий ефект. Тому на частотах вище 10 МГ'ц допустиме застосування екранів з фольгованого гетинаксу чи іншого ізоляційного матеріалу з нанесеним на нього мідним чи срібним покриттям.

При екрануванні магнітного поля заземлення екрана не змінює величини наведених в екрані струмів і, отже, на ефективність магнітного екранування не впливає.

На високих частотах застосовується винятково електромагнітне екрану­вання. Дія електромагнітного екрана заснована на тім, що високочастотне електромагнітне поле послабляється ним же створеним (завдяки вихровим струмам, що утворяться в товщі екрана) полем зворотного напрямку.

Теорія і практика покатують, що з погляду вартості матеріалу і простоти виготовлення перевага на боці екранованого приміщення з листової сталі. Однак при застосуванні сітчастого екрана можуть значно спроститися питан­ня вентиляції і освітлення приміщення. У зв'язку з цим сітчасті екрани також знаходять широке застосування.

Дія виготовлення екрана доцільно використовувати такі матеріали:

• сталь листова декапірованна ДСТ 1386-47 товщиною (мм) 0.35; 0.50; 0,60; 0,70; 0,80; 1,00; 1,25; 1,50; 1,75; 2,00;

• сталь тонколистова оцинкована ДСТ 7118-54 товщиною (мм) 0,35; 0.50; 0,60; 0,70; 0,80; 1,00; 1,25; 1,50; 1,75;2,00;

• сталь тонколистова оцинкована ДСТ 7118-54 товщиною (мм) 0.51; 0,63; 0,76; 0,82; 1,00; 1,25; 1,50;

• сітка сталева ткана ДСТ 3826-47 номер 0,4;0,5;0,7,1,0;1,4;1.6:1,8;2,0;2.5;

• сітка сталева плетена ДСТ 5336-50 номер 3; 4, 5; 6;

• сітка з латунного дроту марки Л-80 ДСТ 6613-53 0,25, 0,5; 1,0; 1,6; 2.0; 2,5; 2,6.

Металеві аркуші чи полотнища сітки повинні бути між собою електрично з'єднані по всьому периметрі. Для суцільних екранів це може бути здійснено пайкою чи електрозварюванням. Шов пайки чи електрозварювання повинен бути суцільним для того, щоб одержати суцільнозварну конструкцію екрана.

Для сітчастих екранів придатна будь-яка конструкція шва, що забезпечує гарний електричний контакт між сусідніми полотнищами сітки не рідше чим через 10... 15 мм. Для цієї мети може застосовуватися пайка чи точкове зва­рювання.

Екран, виготовлений з лудженої низьковуглецевої сталевої сітки з вічком 2,5...3 мм, дає ослаблення порядку 55.„60 дБ, а з такою же подвійною (з від­станню між зовнішньою і внутрішньою сітками 100 мм) - близько 90 дБ. Ек­ран, виготовлений з одинарної мідної сітки з вічком 2,5 мм, має ослаблення порядку 65...70 дБ.

Необхідна ефективність екрана в залежності від його призначення і вели­чини рівня випромінювання ПЕМВ звичайно знаходиться в межах 60-120 дБ.

Поряд з блоками апаратури екрануванню підлягають і монтажні проводи і сполучні лінії.

Щоб зменшити рівень ПЕМВ, необхідно особливо ретельно виконувати з'єднання оболонки проводу (екрана) з корпусом апаратури, Підключення оболонки повинне здійснюватися шляхом безпосереднього контакту (найкраще шляхом чи пайки зварювання) з корпусом.

72. Загальні способи електрофізичної обробки деталей. Обладнання, інструмент, режими обробки в залежності від потрібної точності.

В даний час є перспективи і нагальна необхідність широкого впровадження методів зміцнення деталей за рахунок нанесення плазмово-іонних покриттів, іонного легування, лазерної гарту і модифікації, а також комбінованих технологій зміцнення. Все це обумовлено тим, що запаси легуючих елементів вольфраму, хрому, нікелю та інших металів практично вичерпалися в усіх країнах(виняток становить Китай, де вольфрам видобувається у величезних кількостях), тому легування всього об'єму конструкції матеріалу тим чи іншим елементом стає все більш проблематичним, що вимагає використання методів зміцнення поверхневих шарів за рахунок концентрації легуючих елементів у ньому або зміни фазового або кристалічного стану поверхневого шару за рахунок хіміко-термічної обробки.

Всі перераховані електрофізичні методи обробки використовуються для забезпечення необхідних характеристик і потребують роботизації і автоматизації. У той же час для застосування ряду металевих покриттів і хімічних елементів в обробці необхідно вивести ручна праця із зони обробки (за вимогами охорони праці). Це дозволяє стверджувати, що роботизація електрофізичних технологій є важливою і своєчасною завданням.

При нанесенні покриттів, іонно-променевої, светолучевой, електротермічної та інших методах обробки деталь або напилюють головка (імплантер, лазер) для одержання високоякісних деталей піддаються складним маніпуляційним рухам.Подальше підвищення якості оброблюваних деталей не можливе без використання комплексно роботизованих установок: для нанесення покриттів (на плоскі деталі і скла, діелектричні деталі, деталі машинобудування); об'ємної термічної обробки: установок термомеханічної і термоциклічної обробки; установок цементації і азотування, установок дифузійного насичення, установок нанесення покриттів з парогазової суміші, газового хромування, светолучевой, електроннопроменевий обробок.

В порівнянні із звичайною обробкою металів різанням, електрофізична обро­бка дозволяє обробляти деталі із матеріалів з самими найвищими фізико-хімічними властивостями, обробка яких звичайним методом важка, або зовсім неможлива (тверді сплави, алмазні та кварцові матеріали.

Суть електроіскрового методу полягає в тому, що ме­тал під дією електричних іскрових розрядів руйнується, тобто відбувається так звана електрична ерозія. Процес виконується на спеціальному верстаті в бачку (ванні), наповненому гасом або маслом. Елект­роіскровим методом отримують:

г лухі та наскрізні отвори будь-якої форми в поперечному перерізу;

о твори з криволінійними осями; 

Е лектроімпульсна обробка основана на використанні розрядів, які вини­кають між поверхнями інструменту та заготовки. (катода і аноду). Розряди виникають при допомозі імпульсів напруги, що виробляється спеціальним генератором, дуговий розряд при цьому більш тривалий та потужніший, ніж при електроіскровому методі. Під час такої обробки виникає плавлення малих частинок металу в зоні електричних розрядів, які виникають між електродами. Цей метод використовують для прошивки отворів, об'ємного копіювання та для обробки різців, фрез, і штампів із жароміцних і твердих сплавів.

Е лектроконтактна обробка основана на електромеханічному руйнуванні  металу, що обробляється,  переважно на повітрі без використання електроліту. Метал руйнується під дією електродугових розрядів між інструментом, що швидко перемі­щується та заготовкою. Обробку використовують для:

о бдирання відливок;

з аточення інструменту;

о бробка круглих заготовок.

А нодно - механічна обробка, основана на електромеханічному та елект­рохімічному руйнуванні металу, що обробляється, інструмент є катодом, заготовка є - анодом. Під час операції в зону обробки  шлангом подається електроліт так, щоб за­зор між диском та заготовкою був завжди заповнений робочою рідиною. При прохо­дженні постійного струму через електроди і електроліт, поверхня заготовки піддаєть­ся анодному розчиненню і на ній утворюється струмонепровідна плівка, яка зніма­ється інструментом.  Розряди, що утворюються в зоні обробки, розвивають високу температуру, яка дозволяє виплав­ляти метал заготовки.

У льтразвукова обробка - основана на руйнуванні оброблюваного матеріалу абразивними зернами під ударами інструмента, що коливається з ультразвуковою частотою. Джерелом коливань є спеціальні вібра­тори, які передають ультразвукові коливання інструменту-вібратору який опущений в абразивну суспензію в зоні обробки. Ультразвукову обробку використовують для прошивання отворів в заготовках із твердих і крихких матеріалів і скла, твердих сплавів, загартованої сталі. 

О бробка світловим променем (лазером) використовується для заготовок із важко оброблювальних матеріалів. Лазер - це оптичний квантовий генератор, який ви­робляє в певних умовах світлові промені з високою щільністю енергії, строго напра­влені на дуже малу ділянку оброблюваного матеріалу, який миттєво нагрівається, плавиться і випаровується. Лазером виконують різання металу, утворення дуже ма­лих отворів і виконання інших видів розмірної обробки.

Е лектрохімічне свердління здійснюється в проточному електроліті. Під дією електроліту, що виходить під тиском із пустотілого катода в місці його дотику з оброблюваною деталлю  анодом виникає розчинення металу, при цьому форма полості що утворюється точно відповідає поперечному перерізу струмені електроліту.

73. Основи процесу гальванічних та лакофарбових покрить матеріалів. (перша частина питання).

Гальванизация — это метод покрытия одного металла каким-либо другим путём электролиза. Гальванизируют поверхности в декоративных целях (например, посеребрение). В промышленности же гальванизацию применяют для укрепления металлической поверхности изделий и защиты их от воздействия внешней среды, например от коррозии; обычно гальванизируют цинком (оцинковка), медью, хромом, никелем.

Пример гальванизации серебром и золотом: в ёмкость с водой добавляется катализатор для усиления электропроводности воды, опускается медная (для большей электропроводности) рама с прикреплённым к ней мешочком с серебром. Также опускается вторая рама с прикреплённой металлической деталью, которую надо посеребрить. Рама с серебром присоединяется к генератору постоянного тока, на клемму «-», а раму с деталью — на клемму «+», включается генератор. Ионы серебра под воздействием тока переходят в воду и оседают на металлической детали. Через некоторое время получается посеребрённая деталь.

74. Технологічні методи виготовлення магнітопроводів. Схеми процесів та особливості технологічних операцій.

Магнітопроводом називається деталь або комплект деталей, призначених для проходження з певними втратами магнітного потоку, збуджуваного електричним струмом в обмотках намотувальний виробів.Магнітопроводи є складовими частинами схемотехнічних елементів РЕА: трансформаторів, дроселів, магнітних головок, фільтрів, контурів, запам'ятовуючих пристроїв та ін Форма деталей

Рис. 12.1

утворюють магнітопровід, а також вид і фізичні властивості матеріалів, використовуваних для їх виготовлення, обумовлені призначенням; конструктивними особливостями схемного елемента. За цими ознаками магнітопроводи поділяють на три групи: пластинчасті, лентние і формованні.

Пластинчасті магнітопроводи являють собою пакети, зібрані з штампованих плоских пластин. Вони бувають двох типів (рис. 12.1): броньові (а) і стрижневі (б).

Стрічкові магнітопроводи мають форму круглих (рис. 12.2, а) або прямокутних з округленими кутами кілець (рис. 12.2, б) отриманих спіральної намотуванням на оправлення однієї стрічкової заготовки або П-образної гнучкою декількох попередньо нарізаних смуг. У другому випадку кільцявиходять роз'ємними з площиною розрізу (рис. 12.2, в). Нерозрізні стрічкові магнітопроводи характеризуються кращими магнітними характеристиками в порівнянні з раз-різьбленими стрічковими і пластинчастими, так як в останніх неминучі повітряний зазор і часткове замикання торців. Однак нерозрізні стрічкові магнітопроводи мають такі недоліки: складність і велика трудомісткість намотувальних робіт. Перевагою розрізних стрічкових магнітопроводів є те, що котушки для них можна виготовляти на звичайних намотувальних верстатах.

Формованні магнітопроводи складаються з однієї або кількох монолітних об'ємних деталей, виготовлених з порошкоподібних магнітодіелектриків або феритів з використанням керамічної технології (формування та спікання).

Формованні магнітопроводи знайшли широке застосування у високочастотних пристроях РЕА. На рис. 12.3 дано приклад броньового магнітопровода з магнітодіелектриків: а - з замкнутою; б - з разомк-нутой магнітної ланцюгом (/ - подстроечнік, 2 - верхня чашка, 3 - нижня чашка). На рис. 12.4 наведені деякі зразки магнітопроводів з феритів: рис. 12.4, а_і б - замкнутий П-подібний прямо вугільного перерізу; рис. 12.4, в і р-замкнутий П-подібний круглого перерізу, рис. 12.4, д - О-образний; рис. 12.4, е - Г-подібний, рис. 12.4, ж - Е-образний; рис. 12.4, з .- магнітної головки.

Технологічні методи досягнення заданих фізичних властивостей, точності розмірів і якості поверхні магнітопроводів

Магнітопроводи повинні мати високу магнітну проникність, незначну коерцитивної силу, стабільні магнітні характеристики в робочому діапазоні температур і в часі, мінімальні втрати на гістерезис, розсіювання і вихрові струми, стійкість до сторонніх механічних впливів.

Відповідність фізичних властивостей муздрамтеатру цим вимогам досягається, перш за все, вибором магнітного матеріалу і побудовою ТП. При переробці магнітних матеріалів у деталі магнітопроводів вихідні магнітні властивості їх змінюються під тепловим і силовим впливом інструментів і технологічних середовищ. З цієї причини в ТП виготовлення включають ряд операцій з контролю і відновленню магнітних властивостей деталей магнітопроводів, а умови виконання операцій формоутворення підбирають з розрахунком на те, щоб мінімально впливати на зміни цих властивостей.

У якості магнітних матеріалів використовують електротехнічну сталь, залозою нікелеві сплави, магнітодіелектриків і ферити. Електротехнічні сталі, і пермаллои застосовують у вигляді гарячекатаного і холоднокатаного прокату на аркушах і рулонах товщиною 0,04-0,5 мм. Гарячекатані сталі використовують в магнитопроводах, що працюють на низьких частотах, а холоднокатані - у магнитопроводах з підвищеними магнітними характеристиками. Железонікелевих сплави (пермаллои) характеризуються в 10-20 разів більшою магнітною проникністю в слабких магнітних полях в порівнянні з електротехнічною сталлю. Високо пермаллои (72-80% нікелю) марок 79НМ, 80НХС й інші використовують для виготовлення сердечників малогабаритних дроселів і трансформаторів низької частоти, магнітних головок та ін Нізконікелевие пермаллои (30-50% нікелю) марок 8НС, 45Н, 50Н, 50НХС та інші застосовують для виготовлення магнітопроводів силових трансформаторів і дроселів, магнітних головок та ін

Електротехнічні сталі і пермаллои характеризуються малим питомим електричним опором (10-7-10-6Ом'М). Використання їх в магнитопроводах, що працюють на високих частотах, не представляється можливим з-за великих втрат на вихрові струми, що зростають пропорційно квадрату частоти. Для магнітопроводів, що працюють на високих частотах, використовують магнітодіелектриків, які складаються із зерен магнітного матеріалу, розділених діелектриком. У порівнянні з металевими магнітними матеріалами вони характеризуються більш високим електричним опором (10-3-1 Ом-м). Як магнітопроводів з магнітодіелектриків беруть карбонильное залізо (високодисперсний порошок, що складається в основному з частинок сферичної форми), альсифера (магнитомягкие сплав з високою магнітною проникністю, що містить 'близько 9,5% кремнію і 5,5% алюмінію, інше -залізо, ГОСТ 122187-76) і пермаллои.

Основні переваги магнітодіелектриків: малі втрати на вихрові струми, стабільні магнітні характеристики в робочому інтервалі температур і в часі. До числа недоліків слід віднести невелику магнітну проникність (1,26 · 10-5 - 7,53 · 10 ~ б Гн / м) на радіочастотах, що обмежує можливість підвищення добротності різних індуктивних елементів. Для роботи з малими втратами на високих частотах до декількох десятків мегагерц використовуютьмагнітні матеріали керамічного типу, ферити, які одержані спіканням при високій температурі суміші окислів заліза з окислами нікелю, цинку, марганцю, магнію, міді або іншого двовалентного металу. Феррити характеризуються високою магнітною проникністю (1,26 · 10-5 - 2,52 • 10 ֿ ³ Гн / м) і питомим електричним опором (1 - 105 Ом • м)

Для забезпечення необхідної точності та форми і розмірів при виготовленні пластинчастих магнітопроводів із заданою шорсткістю поверхні використовують штампування, обробку різанням і фізико-хімічні методи. При штампуванні та обробці різанням у поверхневих шарах матеріалу в результаті силового впливу інструменту кристали правильної форми, характерні для вихідного матеріалу, руйнуються і орієнтуються в напрямку руху інструменту. В результаті погіршуються характеристики магнітопроводів, наприклад, магнітна проникність зменшується, а коерцитивна сила збільшується. Для відновлення магнітних характеристик матеріалу проводять відпал, викликає рекристалізацію матеріалу.

При виготовленні розрізних стрічкових магнітопроводів розрізання є однією з відповідальних операцій. Відхилення режимів цієї операції від оптимальних може призвести до появи короткозамкнених витків і наклепу, в результаті зростуть втрати на вихрові струми. Розрізання магнітопроводів здійснюють різними способами, наприклад, фрезеруванням, абразивним кругом, електроіскровий обробкою і т. д. При фрезеруванні поверхню розрізу виходить нерівною, а витки муздрамтеатру виявляються короткозамкненими. Крім того, має місце наклеп і зміна орієнтації зерен у місці розрізу. Розрізання магнітопроводів абразивним кругом (шорсткість обробленої поверхні Rа 1,25 мкм) і електроіскровий обробкою (Rz 20 мкм) дають кращі результати. Після розрізання абразивним кругом відпадає необхідність застосування подальшого шліфування. Електроіскрових обробкадозволяє уникнути механічного впливу на магнітопровід і замикання окремих його витків. Поверхневий шар, в якому в результаті теплового впливу відбувається зміна орієнтації зерен до глибини 0,05-0,08, мм, видаляється при подальшому шліфуванні торців муздрамтеатру.

Точність розмірів, форми і якість поверхні формованих магнітопроводів забезпечується точністю розмірів і шорсткістю поверхні оформляє порожнини прес-форм. Магнітні характеристики формованих магнітопроводів забезпечуються якістю порошку магнітного матеріалу і матеріалу діелектричної зв'язку. Кількість зв'язки при виготовленні магнітопроводів повинно бути по можливості мінімальним, так як її збільшення різко знижує магнітну проникність муздрамтеатру і збільшує діелектричні втрати. Формувальна суміш на основі полістиролу має гарну плинність, тому її використовують для виготовлення складних за формою магнітопроводів. Магнітна проникність формованих магнітопроводів залежить від їх щільності, яка забезпечується вибором тиску при пресуванні. Зі збільшенням тиску пресування магнітна проникність зростає до певного значення для даного типу магнітного матеріалу. При подальшому збільшенні тиску пресування зростають втрати на гістерезис, тому що має місце пластична деформація феррочастіц, зростає електропровідність і втрати на вихрові струми через руйнування ізоляційної плівки навколо феррочастіц.

Оптимальний тиск пресування для магнітодіелектриків лежить в інтервалі 600 - 1000 МПа, а для феритів - 80-200 МПа. Тривалість витримки під навантаженням не впливає на щільність магнітного матеріалу. Забезпечення рівномірної щільності магнітного матеріалу в формованому муздрамтеатрі здійснюється пресуванням у прес-формах з подвійним тиском зверху і знизу. Крім того, в магнитопроводах з феритів у випадку нерівномірного щільності при подальшому спіканні виникають значні внутрішні напруги, що викликають викривлення і розтріскування. Для виключення розтріскування магнітопроводів з феритів проводять такі технологічні заходи: перед спіканням нагріванням з них видаляють зв'язку; при спіканні швидкість підйому температури обмежують 200-300 К / год через швидкого випаровування залишилася зв'язки; після витримки при температурі спікання потрібно повільне охолодження зі швидкістю 50 -100-.К / Ч.

Магнітопроводи з однаковими магнітними характеристиками можуть бути отримані тільки при однаковій температурі по всій робочій зоні печі. Температурний режим підтримується з точністю ± 5 До автоматичним регулюванням.