Получения механической

Тигельные индукционные печи послужили прообразом многочисленных установок индукционного нагрева с целью осуществления различных технологических операций. В 1935 г. проф. В. П. Во-логдиным и инж. Б. Н. Романовым был предложен новый метод поверхностной закалки при индукционном нагреве, быстро завоевавший всеобщее признание благодаря невиданной ранее производительности, малой энергоемкости и огромным возможностям автоматизации процесса. В развитии этого метода решающую роль сыграла лаборатория В. П. Вологдина в ЛЭТИ. Большую роль сыграли также группы, руководимые К- 3. Шепеляковским, Г. И. Бабатом, М. Г. Лозинским и др. Далее индукционный нагрев получил широкое применение в кузнечном и прокатном производствах, где мощность отдельных установок достигает сотен мегаватт, для сварки, пайки, отжига, отпуска, для получения материалов сверхвысокой чистоты и для других целей. В наше время невозможно

3) электрохимические методы обработки и получения материалов, при которых с помощью электрической энергии осуществляется разложение химических соединений и их разделение путем перемещения заряженных частиц

Для получения материалов металлокерамическим способом применяют металлы, не образующие тнердых растворов. При выборе компонентов для металлокерамических контактов исходят из следующих основных условий: один из них должен обладать хорошей проводимостью, второй должен быть механически прочным и более тугоплавким, чем первый, причем допустима пониженная проводимость; оба компонента при возможной рабочей температуре контактов не должны сплавляться между собой. Металлокерамические контакты имеют по сравнению с обычными металлическими преимущества, заключающиеся в большей стойкости к оплавлению, привариванию и износу. Например, при постоянном и переменном токах 0,5—4 А и напряжениях от 2 до 100 В лучшие результаты показали металлокерамические контакты из серебра и никеля и серебра и вольфрама, чем из серебра и его сплавов.

Для устранения несимметрии и для обхода сложных технологических способов получения материалов в случае изготовления элементов из пластин пакет набирается таким образом, чтобы направление прокатки в каждой следующей пластине было повернутым на 90°. Такие квазиизотропные элементы обеспечивают хорошую симметрию датчика и позволяют, кроме того, применять анизотропные текстурные материалы, которые при прочих равных условиях дают больший измерительный эффект в сравнении с нормальными горячекатаными материалами [127, 142, 143].

Твердые растворы соединений AUIBV расширяют возможности получения материалов с нужными для техники параметрами.

К плавильному и кристаллизационному оборудованию для получения материалов с улучшенными свойствами предъявляются особые требования, прежде всего чистота процесса и точность поддержания заданного режима обработки материала. Последний включает в общем случае распределение и графики изменения температуры, химического состава и поступления расплавляемых материалов, дозирование выдачи металла и характеристики процесса кристаллизации.

В настоящее время не представляется возможным проанализировать истинную роль частиц фазовых выделений: являются ли. •они стоками точечных дефектов, местами рекомбинации вакансий и межузельных атомов, центрами зарождения пор или местами закрепления дислокаций. Однако вне зависимости от механизма .влияния выделений на развитие пористости четкая корреляция между распуханием сплавов и концентрацией выделений [211] 1Может в принципе стать основой для получения материалов, устойчивых к распуханию. Задача сводится к разработке сплавов с высокой концентрацией мелкодисперсных выделений, которые в процессе облучения не должны коагулировать. Разработанный в Англии •сплав нимоник РЕ-16, упрочненный мелкодисперсными выделениями у'-фазы состава №3 (Ti, A1), уже вошел в группу штатных обо-лочечных материалов (см. табл. 21).

Практическое использование некристаллических полупроводников определяется особенностями их структуры, свойств, химической стойкостью и механической прочностью, а также технологичностью их обработки и возможностью получения материалов с заданными свойствами. Некоторые устройства регистрации оптических изображений удалось создать только благодаря использованию некристаллических полупроводников. К таким устройствам относятся, например, телевизионные трубки типа «видикон», электрофотографические приборы и регистрирующие среды типа «халькоге-нидный стеклообразный полупроводник (ХСП) — термопластик».

Деление магнитных материалов на магнито-мяпсие и магнитотвердые не дает полного представления о их магнитных свойствах, чувствительности к различным воздействиям, возможности использования для конкретных целей. Обычно с понятием чувствительности свойств магнитных материалов к различного рода воздействиям связывают представления о факторах, которые оказывают на них отрицательное влияние. Наиболее существенным в этом плане является химический состав материала (процентное содержание легирующих компонентов или наличие примесей). Так, например, в железо-никелевых сплавах различная доля присадки никеля ведет к изменению намагниченности насыщения, равному 75% насыщения чистого железа ( 17.4). Изменяются также температура Кюри 0, константы магнитострикции и анизотропии, магнитная проницаемость, остаточная индукция, коэрцитивная сила, потери на гистерезис. Это открывает большие возможности для получения материалов с требуемыми свойствами.

Для получения материалов с большим удельным сопротивлением и большой относительной магнитной проницаемостью при индукции 1,2—1,7 Тл используют легирование железа кремнием от 0,4 до 5%. Железокремнистая сталь (электротехническая сталь) нашла применение при изготовлении магнитопроводов электрических машин, силовых трансформаторов и коммутирующей аппаратуры силовых электрических цепей. Основные свойства различных марок электротехнической стали приведены в табл. 17.3—17-5.

60.43. Туманов Ю.Н. Низкотемпературная плазма и высокочастотные электромагнитные поля в процессах получения материалов для ядерной энергетики. М.: Энсргоатомиздат, 1989.

Описанная структура является предпосылкой сильной анизотропии свойств теллурида висмута. Так, электропроводность и теплопроводность вдоль слоев значительно выше, чем поперек: с^/а,^ = = 4-6; Стр///Стр J. = 2,7; Крещ/// КреШ ± = 2-3, коэффициент термоЭДС почти изотропен. В результате имеет место анизотропия величины Z, т. е. ZniilZ^ = 2; ZpiilZpi = 1,5. Описанная структура обуславливает также сильную анизотропию скорости роста при кристаллизации из расплава. Поскольку ковалентные связи замкнуты внутри квинтета, то вероятность присоединения атомов из расплава к плоскости спайности мала. Поэтому скорость роста в направлении поперек плоскости спайности значительно меньше, чем вдоль нее. Это создает возможность получения материалов с направленной структурой, в которой вдоль направления роста величина Z максимальна (используются методы направленной кристаллизации: зонная плавка, методы Брид-жмена и Чохральского). Ширина запрещенной зоны теллурида висмута невелика: Eg= 0,1 ЗэВ, т. е. при 300 К E^/kT = 5. Эта величина меньше отмеченного выше критического значения Eg/kT= 8. Поэтому в теллуриде висмута при 300 К сказывается собственная проводимость, снижающая термоэлектрическую эффективность.

Для получения механической характеристики реле нужно сложить частные механические характеристики. Произведем сложение графически, учитывая направление моментов противодействующих сил. Результирующая механическая характеристика реле приведена на 3.14.

с помощью ручного воздействия или автоматических устройств, реагирующих на изменения режима цепи, положения отдельных частей механизма. В последнем случае для получения механической силы широко используются электромагниты.

2) энергетическую промышленную электронику, занимающуюся вопросами преобразования тепловой, ядерной, световой энергии в электрическую без промежуточного получения механической энергии и превращения электрической энергии одного в электрическую энергию другого вида.

Описанный способ получения механической энергии за счет тепловой не может удовлетворить потребностям техники, так как процесс преобразования энергии прекратится, как только поршень достигнет своего крайнего положения. Чтобы устройство отвечало своему назначению, процесс должен продолжаться так долго, как это требуется. Именно так происходит он в тепловых двигателях. Последние бывают самых разнообразных конструкций, и принципы их работы также разнообразны.

Рассмотрим обратное явление, т. е. переход тепла в механическую энергию. Этот процесс имеет первостепенное значение, так как основным источником получения механической энергии служит до настоящего времени тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании топлива.

Изучение процесса получения механической энергии из тепловой привело к утверждению второго закона термодинамики, который устанавливает условия, при которых становится возможным само явление преобразования тепловой энергии в механическую. Второй закон термодинамики говорит, что невозможно в периодически действующей машине целиком перевести в работу все тепло, сообщенное рабочему телу от какого-либо источника тепла («верхнего» или «•горячего»; его иногда называют теплоотдатчиком); в процессе работы такой машины часть этого тепла неминуемо должна быть отдана другому телу с низкой температурой («низшему», или «.холодному», источнику тепла, иначе — теплоприем-нику), вследствие чего эта часть тепла с точки зрения преобразования ее в механическую энергию оказывается потерянной.

В двигателях другой категории процесс получения механической энергии совершается следующим образом. Газ (или пар) вытекает из особой насадки (сопла); скорость, а следовательно, и кинетическая энергия его сильно увеличиваются (это движение называют видимым движением); в таком виде струю газа направляют на лопатки, насаженные на диск, жестко укрепленный на валу. Попадая на лопатки и изменяя направление своего движения, пар отдает им часть своей кинетической энергии и приводит

щающий момент Мэм уравновешивается равным по значению и действующим в обратном направлении вращающим моментом Мвр, который создается устройством, приводящим во вращение модель. Такие направления токов проводников и моментов, действующих в модели, определяют режим работы модели в качестве генератора. Если питать модель от какого-либо источника энергии током другого направления, то изменятся направления сил, действующих на виток, и вращающего момента Мэм, который будет теперь действовать в сторону вращения, а приведенная модель может служить для получения механической энергии, следовательно, будет работать двигателем.

Кроме того, во всех случаях получения механической энергии ограничение на мощность накладывается приводом — движителем. В случае, когда последний представляет собой вращающиеся тела (винт самолета или судна, элементы трансмиссии автомобиля и т. п.), мощность определяется зависимостью

Мощность тепловых двигателей можно представить в виде произведения массового расхода РТ М на разность энтальпий, используемую для получения механической работы At:

Упругостно-гравистатические ПЭ (УГПЭ) представляют собой устройства, в которых энергия сжатого газа используется для изменения гравистатической энергии системы. Так, например, сжатый в баллоне газ можно прршенить для получения механической работы не только с помощью РМ, но и путем изменения плавучести подводного аппарата. В последнем случае сжатым газом вытесняют воду из цистерн главного балласта.

Ветроэнергетика — отрасль науки и техники, разрабатывающая теоретические основы, методы и средства использования энергии ветра для получения механической, электрической и тепловой энергии (ветротехника) и определяющая области и масштабы целесообразного использования ветровой энергии в народном хозяйстве.