Preview

Вектор науки Тольяттинского государственного университета

Расширенный поиск

РАЗРУШАЮЩИЕ ТЕРМОУПРУГИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ИЗ-ЗА ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ В ГАЗОВЫХ ВКЛЮЧЕНИЯХ В КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-2-21-25

Полный текст:

Аннотация

Статья посвящена рассмотрению такого важного явления в радиодеталях, как раскалывание в многокомпонентных материалах. Композиционные материалы являются важным классом радиоматериалов, поэтому улучшение комплекса их свойств носит важное фундаментальное и прикладное значение и является актуальным направлением материаловедения. Совершенствование композиционных материалов способствует их более широкому применению и изготовлению новых радиодеталей. Наряду с совершенствованием характеристик композиционных материалов значительный интерес для материаловедения представляют соединения, в которых применяются другие элементы, например редкоземельные (сплавы с празеодимом или самарием). Исследуется влияние термоупругих напряжений на работоспособность радиодеталей, содержащих композиционные материалы; выявляются физические факторы, наиболее сильно влияющие на функциональную пригодность изделий с композиционными материалами. Перед нами также стояла задача изучить механизмы возникновения и протекания термоупругого пробоя в композиционном материале, содержащем включения, в частности воздушные. Например, композиционный материал на металлической основе содержит десятки включений различного состава. Как правило, в композиционных материалах содержатся и воздушные включения, влияние которых также необходимо учитывать. Электрическая прочность и срок службы деталей из неоднородных композиционных материалов в сильных электрических полях зависят от содержания воздушных включений и их формы. В статье произведен расчет напряженности электрического поля во включениях и вблизи них. Рассмотрен процесс, происходящий в эллипсоидальном включении под действием сильного электрического поля. Проведен анализ относительного влияния формы крупных включений на механизм упрочнения. Отдельно анализируются процессы для мелких и для крупных включений в композиционном материале и их влияние на разрушение деталей из-за разрядов во включениях. Исследовано влияние комбинированного внешнего воздействия (различные температуры и т. д.). Установлено, что в сильных высокочастотных электрических полях тепловыделение вследствие ионизации в воздушных включениях в композиционных материалах может оказаться значительным, и при интенсивном внешнем воздействии могут иметься разрушающие напряжения. Неравномерный нагрев композиционного материала из-за тепловыделения в крупных включениях приводит к появлению разрушающих термоупругих напряжений и к раскалыванию радиодеталей.

Об авторе

Е. М. Волокобинский
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Россия

Волокобинский Евгений Михайлович, инженер кафедры конструирования и технологии производства радиоэлектронных средств

193232, г. Санкт-Петербург, пр-т Большевиков, 22, корп. 1



Список литературы

1. Гефле О.С., Лебедев С.М., Ткаченко С.Н. Поведение полимерных композиционных материалов с наполнителем из сегнетоэлектрической керамики в электрическом поле // Известия Томского политехнического университета. 2005. Т. 308. № 4. С. 64–68.

2. Казанчан Г.П., Казанчан А.П., Гаспарян М.С. Влияние барьеров на распределение электрического поля в изоляции // Электричество. 1991. № 5. С. 35–38.

3. Sarma G.B., Radhakrishan B., Zacharia T. Finite Element Simulations of Cold Deformation at the Mesoscale // Computational Materials Science. 1992. № 12. С. 105– 123.

4. Полонский Ю.А., Орданьян С.С., Вихман С.В., Егоров Н.Ю., Егоров В.М. Теплофизические свойства композиционного материала для силовых резисторов на основе часовьярской глины и шунгита // Электротехника. 2007. № 3. С. 38–41.

5. Кочергина Ю.А., Карыев Л.Г., Федоров В.А., Плужникова Т.Н. Образование малоразмерных структур в ионных кристаллах при имплантации металла в условиях термоэлектрического воздействия // Материаловедение. 2011. № 10. С. 38–41.

6. Карыев Л.Г., Кочергина Ю.А., Мексичев О.А., Федоров В.А., Манухина Д.В. Моделирование состава поверхностей ионных кристаллов, формируемых термоэлектрическим воздействием // Наукоемкие технологии. 2012. Т. 13. № 4. С. 23–29.

7. Федоров В.А., Кочергина Ю.А., Карыев Л.Г. Поверхностные малоразмерные структуры, образующиеся в ионных кристаллах при легировании металлами под действием тепловых и электрических полей // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2013. Т. 10. № 1. С. 31–34.

8. Кочергина Ю.А., Федоров В.А., Карыев Л.Г. Образование поверхностных малоразмерных структур в ЩГК при термоэлектрическом воздействии // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. 2008. Т. 13. № 1. С. 65–66.

9. Son S.-B., Roh H., Kang S.H., Chung H.-S., Kim D.H., Choi Y.S., Cho J.S., Moon J.-T., Oh K.H. Relationship between microstructure homogeneity and bonding of ultrafine golden wire // Gold Bulletin. 2011. Vol. 44. № 4. P. 231–237.

10. Зайцев Ю.С., Кочергин Ю.С., Пактер М.К., Кучер Р.В. Эпоксидные олигомеры и клеевые композиции. Киев: Наукова думка, 1990. 198 с.

11. Чернин И.З., Смехов Ф.М., Жердев Ю.В. Эпоксидные полимеры и композиции. М.: Химия, 1982. 230 с.

12. Petrie E.M. Epoxy Adhesive Formulations. USA: McGRAW-HILL, 2006. 536 p.

13. Михайлин Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. СПб.: Научные основы и технологии, 2008. 822 с.

14. Зеленский Э.С., Куперман А.М., Горбаткина Ю.А., Берлин А.А., Иванова-Мумжиева В.Г. Армированные пластики – современные конструкционные материалы // Российский химический журнал. 2001. Т. XLV. № 2. С. 56–74.

15. Строганов В.Ф. Молекулярная подвижность в эпоксидных олигомер-полимерных системах. Черноголовка: ИХФ, 1997. 34 с.

16. Ричардсон М. Промышленные композиционные материалы. М.: Химия, 1980. 472 с.

17. Липатова Ю.С. Физико-химия многокомпонентных полимерных систем. Т. 2. Киев: Наукова думка, 1986. 384 с.

18. Васильева В.В., Тарнопольский Ю.М. Композиционные материалы. М.: Машиностроение, 1980. 512 с.

19. Альперин В.В., Корольков Н.В., Мотавкин А.В. Конструкционные стеклопластики. М.: Химия, 1979. 360 с.

20. Загидуллин А.И., Ефремова А.А., Гарипов Р.М., Дебердеев Р.Я. Влияние реакционноспособных модификаторов на свойства эпоксидных композиций // Вестник Казанского технологического университета. 2003. № 1. С. 313–319.


Для цитирования:


Волокобинский Е.М. РАЗРУШАЮЩИЕ ТЕРМОУПРУГИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ИЗ-ЗА ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ В ГАЗОВЫХ ВКЛЮЧЕНИЯХ В КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛАХ. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2018;(2):21-25. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-2-21-25

For citation:


Volokobinsky E.M. THE DESTRUCTIVE THERMOELASTIC STRESSES CAUSED BY HEAT OUTPUT IN GAZ INCLUSIONS IN COMPOSITE MATERIALS. Science Vector of Togliatti State University. 2018;(2):21-25. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2018-2-21-25

Просмотров: 28


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-5073 (Print)
ISSN 2712-8458 (Online)