Сделай Сам Свою Работу на 5

Порядок выполнения работы





 

1. Получить у преподавателя образцы дюралюмина в отожженном состоянии и после естественного старения. Измерить их твердость. Ре-зультаты записать в табл. 3.

 

Изменение твердости дюралюминия при термической обработке

Режим     Фазовое старение    
Зонное при 100 °С, мин    
термической Отжиг Закалка    
старение          
обработки          
 
   

Твердость НВ, МПа


2. Произвести закалку образцов дюралюмина с температуры

 

450…500 °С в воду.

 

3. Измерить твердость дюралюмина после закалки.

 

4. Провести искусственное старение образцов при температуре

 

100 °С в течение 10, 20, 30 и 40 мин. Для этого загрузить в печь, нагретую до 100 °С, все образцы и выдержать их в течение 1…2 мин для прогрева-ния по всему сечению. После этого засечь начало времени выдержки по часам. По истечении каждой заданной выдержки вынимать из печи по одному образцу и охлаждать его в воде.

 

5. Измерить твердость образцов дюралюмина после различных ре-жимов искусственного старения.



 

6. Построить график изменения твердости при искусственном ста-рении сплава Д1. Сравнить эти значения с его свойствами после зонного старения.

 

7. Объяснить характер изменения механических свойств дюралю-мина при старении.

 

Содержание отчета

 

1. Двойная диаграмма Al–Cu.

 

2. Краткое описание схемы термообработки дюралюмина. Виды старения после закалки этих сплавов и получаемые свойства.

 

3. График изменения твердости сплава в процессе искусственного старения.

 

Контрольные вопросы

 

1. Какие сплавы на диаграмме алюминий– медь можно упрочнить термообработкой?

 

2. Как термообработать дюралюминий на максимальную пластич-

 

ность?

 

3. Как термообработать дюралюминий на максимальную прочность?

 

4. Что происходит при зонном старении дюралюминия?

 

5. Что происходит при искусственном старении дюралюминия?

 

6. Как термообработать дюралюминий на высокую прочность и коррозионную стойкость?

 

Л и т е р а т у р а : [1, 2].




 


Лабораторная работа 4

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ

 

Цель работы:освоить методику экспериментального определенияудельных объемного и поверхностного сопротивлений диэлектриков и изучить влияние температуры на их электропроводность.

 

Приборы и принадлежности:установка для измерения электро-сопротивления диэлектриков; набор диэлектриков.

 

Методические указания

 

Через диэлектрик, помещенный в постоянное электрическое поле, протекает электрический ток, который складывается из двух составляю-щих: тока поляризации и тока сквозной проводимости.

 

Поляризацией называют состояние диэлектрика, характеризующееся наличием электрического момента у любого элемента его объема.

 

Различают поляризацию, возникающую под действием внешнего электрического поля, и спонтанную (самопроизвольную), существующую в отсутствие поля. В некоторых случаях поляризация диэлектриков появ-ляется под действием механических напряжений.

 

Поляризационные процессы смещения любых зарядов в веществе, протекая во времени до момента установления и получения равновесного состояния, обусловливают появление поляризационных токов (токов смещения) в диэлектрике. У большинства диэлектриков эти токи настоль-ко кратковременны, что их обычно не удается зафиксировать прибором. При замедленных видах поляризации, наблюдаемых у многих техни-ческих диэлектриков, токи смещения могут существовать в течение нескольких десятков секунд и более. Эти токи называют токами абсорб-ции Uаб .

 



Токи сквозной проводимости обусловлены наличием в технических диэлектриках небольшого числа свободных зарядов – электронов, ионов.

 

Полная плотность тока в диэлектрике, называемого током утечки, представляет собой сумму плотностей токов абсорбционного и сквозного

 

J ут = Jаб + Jскв .

 

После завершения процессов поляризации через диэлектрик прохо-дит только сквозной ток. Проводимость диэлектрика при постоянном на-пряжении определяется по сквозному току. При переменном напряжении активная проводимость определяется не только сквозным током, но и ак-тивными составляющими поляризационных токов.


 


В соответствии с законом Oмa, сопротивление диэлектрика, находя-щегося под действием постоянного электрического поля, определяется:

RS = U ,

Jскв

 

где Jскв – сквозной установившийся ток, A; U – приложенное напряже-ние, В.

 

За величину Jскв принимают установившийся ток после завершения поляризации при постоянном напряжении.

 

У твердых изоляционных материалов различают объемное RV и по-верхностное RS электросопротивления.

Полное электросопротивление диэлектрика определяется:

 

Rп = RV RS .  
RV +R S  
       

Для сравнительной оценки объемной и поверхностной электропро-водности разных диэлектрических материалов используют удельное объемное ρV удельное поверхностное ρS сопротивления.

 

Удельное объемное сопротивление ρV численно равно сопротивле-нию куба с ребром в 1 м, если ток проходит через две противоположные грани этого куба.

 

В случае плоского образца материала при однородном поле удельное объемное сопротивление рассчитывают по формуле:

 

rV = RV S , h

где RV – объемное сопротивление, Ом; S – площадь электрода, м; h – тол-щина образца, м.

 

Если в приборе электроды круглые и разного диаметра, то за S при-нимается площадь меньшего электрода, диаметром d. Тогда формула оп-ределения удельного объемного электросопротивления:

 

rV = RV pd 2.4h

Удельное поверхностное сопротивление ρS численно равно сопротив-лению квадрата материала со стороной в 1 м, если ток проходит через две противоположные стороны этого квадрата (ρS выражают в Ом)

 

rS = RS a , l


 


где RS – поверхностное сопротивление образца материала между парал-лельно поставленными электродами; a – длина электродов, м; l – рас-стояние между электродами, м.

 

В приборах обычно применяют два круглых и один кольцевой (ох-ранный) электрода. В таком случае для расчета удельного поверхностного сопротивления пользуются формулой:

 

r S = R S p (d + D) ,  
d - D  
       
           

 

где D – диаметр внутреннего электрода, см; d – внутренний диаметр коль-цевого («охранного») электрода, см.

 

Величина объемного и поверхностного удельного сопротивления за-висит от многих факторов: от температуры, плотности, строения молекул диэлектрика величины и длительности приложенного напряжения. При длительной работе под напряжением сквозной ток через диэлектрик с те-чением времени может уменьшаться или увеличиваться.

 

Уменьшение сквозного тока со временем говорит о том, что электро-проводность материала была обусловлена ионами посторонних примесей и уменьшалась за счет электрической очистки образца. Увеличение тока со временем свидетельствует об участии в нем зарядов, которые являются структурными элементами самого материала и о протекающем в диэлек-трике необратимом процессе старения под напряжением, способном при-вести к разрушению – пробою диэлектрика.

 

Как правило, удельное объемное и поверхностное сопротивления не-полярных диэлектриков гораздо больше, чем у полярных. С увеличением температуры и влажности они снижаются у неполярных диэлектриков незначительно, тогда как у полярных очень сильно. Величина приложен-ного напряжения для твердых и жидких диэлектриков имеет значение лишь при напряженностях поля превышающих 104…10 5 В/см. При этом у них наблюдается отклонение от линейного закона (Ома) и переход к экс-поненциальной зависимости. С увеличением времени приложения напря-жения электросопротивление диэлектриков уменьшается в результате ускоренного процесса старения.

 

Поверхностное удельное электросопротивление зависит еще от чис-тоты обработки поверхности диэлектриков, так как чем чище обработка поверхности, тем меньше она адсорбирует влаги и токопроводящих при-месей.

 

Измерение удельных объемного и поверхностного электросопротив-лений проводится на установке (рис. 1).


 


В И

 

    Rз   V       Rш      
220 В   З     Г  
                       
                       
                       

 

Рис. 1. Электрическая схема установки для измерения объемного и поверхностного сопротивлений:

Г – гальванометр; Rз защитное сопротивление; RШ – шунт гальванометра;

RX –клеммы для присоединения высоковольтного«В»;измерительного «И» и охранного (заземляющего) «3» электродов, образца

 

Для измерения электросопротивлений плоского образца применяется устройство, состоящее из трех электродов (рис. 2, а, б).

                        И            
    И                              
                                     
                                     
З                   В                
        1               1    
                   
       
                     
        2       2    
                                     
                 
      3         3    
                   
    4         4    
                                     
    В                   З          
                               
  а)   б)    

Риc. 2. Схема включения устройства для измерения:

а – объемного электросопротивления;

б – поверхностного электросопротивления

В схеме (рис. 2, а) «охранный» электрод позволяет отвести ток по-верхностной утечки на землю и создать равномерное поле в образце.

 

В схеме (рис. 2, б) «охранный» электрод отводит ток объемной проводи-мости на землю, минуя гальванометр.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.