Ориентационная зависимость магнитомеханического эффекта в сверхпроводниках 2 рода

К.Н.Шведова, студент гр. НТ-081, И. М. Шушлебин

Кафедра физики твердого тела

Хорошо известно, что затухание колебаний находящегося в смешанном состоянии сверхпроводника (магнитомеханический эффект) проявляет сильную зависимость от расположения объекта в магнитном поле. Для сверхпроводников в виде пластин установлено значительное увеличение потерь энергии при изменении направления внешнего поля от перпендикулярной к паралллельной (относительно их большей плоскости) ориентации [1]. На рисунке такие ориентации представлены схемами a и b.

С феноменологической точки зрения магнитомеханический эффект получил объяснение как результат воздействия на сверхпроводник суперпозиции постоянного и перпендикулярного к нему малого переменного магнитных полей [2,3]. В собственной системе отсчета малое переменное поле возникает в результате поворота пластины относительно установленного направления внешнего поля. В рамках этой теории ориентационная зависимость трактуется с применением максвеллова тензора натяжений.

Обратим внимание, однако, что в ситуации, обозначенной на рисунке схемой c, поворот сверхпроводящей пластины относительно силовых магнитных линий отсутствует. Относительно недавно были представлены экспериментальные данные [4], согласно которым затухание колебаний усиливается не только при переходе от a к b, но и от a к c. В последнем случае введение переменной составляющей поля возможно лишь сугубо формальным образом. Современная электродинамика основывается на универсальности закона электромагнитной индукции Фарадея – несущественности причины появления токов индукции. Попытка свести к одной причине (воздействие переменного поля) представляется противоречащей этой тенденции. В этой связи возникает вопрос о построении модели, базирующейся на рассмотрении (протекающих на глубине скин–слоя) индукционных токов (токов Фуко) вне зависимости от причины появления таких токов.

Предварительный анализ позволил установить зависимость ЭДС индукции в сверхпроводнике от ориентации пластины во внешнем поле. Величина ЭДС при переходе от перпендикулярной к любой параллельной ориентации возрастает в зависимости от амплитуды колебаний сверхпроводника.

Литература

1. В. Е. Милошенко, Ю.Н. Савельев//Техн. электродинамика. – 1980. – №. 57. – С. 15.

2. В. Е. Милошенко, И.Н. Пантелеев, Г.Е. Шунин//Техн. электродинамика. – 1982. - №4. – С17.

3. В.Е. Милошенко, И. М. Шушлебин, И.М. Голев //Техн. электродинамика. – 1988. – №.2. – С.7.

4. И. М. Шушлебин//Физико-математическое моделирование систем: материалы IV Международного семинара, Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет, 2007, ч.1, С. 129.

УДК 538.95

Проведение входного контроля качества препрегов при производстве композиционных углеродных материалов

А.В. Усков

НВЛ «Композиционные материалы»

Научно-внедренческая лаборатория «Композиционные материалы», созданная при Воронежском государственным техническом университете, занимается разработкой и внедрением в производство новых углеродных композиционных материалов. Такие материалы давно зарекомендовали себя как хорошая замена стали и алюминия при использовании в производстве, например, компонентов и деталей воздушных судов. К качеству таких изделий предъявляются крайне высокие требования. Недоработка или ошибка персонала на производстве может привести к непоправимым последствиям. В связи с этим очень важным является как выходной контроль качества готовых изделий, так и входной контроль компонентов для их создания: препрегов, углеродных нитей, связующих.

В НВЛ «Композиционные материалы» производится многоступенчатый входной контроль качества компонентов, из которых производятся композитные детали. Определяются: содержание связующего, летучих и нелетучих веществ, время гелеобразования, текучесть связующего в лентах или листе препрега при заданных температуре и давлении.

Для определения содержания связующего и нелетучих веществ образец препрега взвешивают, помещают в тару с растворителем и перемешивают, либо подвергают ультразвуковой обработке. Далее заготовку сушат в печи и охлаждают до комнатной температуры. Затем образец взвешивают и по разнице веса определяют содержание связующего.

Для определения текучести связующего в препреге подготавливают сборку листов препрега (стороной 50 мм), дренажной стеклоткани, пористой тетрафторэтиленовой разделительной ткани, антиадгезионной плёнки. Получившуюся сборку взвешивают, выдерживают до начала гелеобразования и прессуют при давлении 700 Па. После этого сборку удаляют из пресса и взвешивают. Затем отделяют дренажный материал с впитанным связующим от заготовки препрега и заново взвешивают заготовку. Текучесть рассчитывают как весовую часть исходной заготовки препрега.

Определение времени гелеобразования показывает, в какой мере материал пригоден для использования. Метод позволяет определить время гелеобразования в препреге. Время гелеобразования зависит от температуры. Метод подходит для измерения времени гелеобразования связующего как высокой, так и низкой вязкости. Заготовку препрега кладут на нагретую подложку и накрывают покровным стеклом, измеряя время нагрева. Затем, надавив на покровное стекло щупом выделяют связующее с краёв заготовки, оценивают насколько хорошо оно тянется за щупом. Момент времени, когда связующее перестанет тянуться за щупом и будет «временем гелеобразования». Метод позволяет определить содержание летучих веществ (вес. %) в композитах с термоотверждаемыми смолами, которые теряют в массе при нагреве по причине испарения воды и низкомолекулярных соединений. Данная информация необходима для выбора оптимальных условий производства.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках госзаказа № 3.8548.2013 «Модификация полимерных связующих и разработка технологических процессов изготовления деталей из полимерных композиционных материалов безавтоклавным методом».

УДК 537. 226