РОЗДІЛ 2
ОБ'ЄКТИ, МЕТОДИКА, ПРИЛАДИ Й ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1 Матеріали досліджень
Як об'єкти досліджень використовували:
- порошок заліза марки ПЖРВ3.200.28 виробництва Казеного заводу порошкової металургії м.Бровари (КЗПМ);
- порошки заліза марок SC 100.26, PASC 60, AHC 100.29 виробництва шведської фірми "Хоганес" [95];
- порошок олова марки ПО 1, ГОСТ 4960-75
Властивості та хімічний склад порошків наведено в табл. 2.1
Таблиця 2.1
Технологічні властивості і хімічний склад досліджуваних порошків
Марка порошкуПлинність, с /50 гНасипна щільність,
г/см3Хімічний склад, %CО2ПЖРВ3.200.28352,650,030,31SC 100.26292,720,0020,12PASC 60253,160,0010,07AHC 100.29243,010,020,14
2.2 Методика вимірювання магнітних характеристик у постійному магнітному полі
Магнітні властивості матеріалів визначали на вимірювальній інформаційній системі В5045 (надалі - ВІСМ), що призначена для визначення статичних магнітних характеристик (основної кривої намагнічування, початкової магнітної проникності, максимальної магнітної проникності, залишкової індукції, коефіцієнта прямокутності петлі гистерезису, коерцитивної сили по індукції) магніто-м'яких матеріалів з коерцитивною силою до 800 А/м при комутаційному режимі намагнічування на зразках кільцевої форми відповідно вимогам ДСТУ 8. 377-80. Схема установки зображена на рисунку 2.1.
Рис. 2.1. Схема установки ВІСМ
Відповідно до приведеної схеми символами Р 5048/1 і Р 5048/2 позначені регулюючі пристрої, призначені для регулювання струму в ланцюзі, що намагнічує, від 1 мА до 15 А, що являють собою набір з чотирьох реостатів, М 2015 - амперметр, П5113 - пристрій для випробування кільцевих зразків, Р 5061 - блок моделювання, призначений для забезпечення безпосереднього вимірювання магнітної індукції за показниками цифрового мікровеберметру Ф 5050, що дозволяє здійснювати моделювання вимірювальної обмотки по сумарній площі SW.
Границя припустимої похибки (?) вимірювання магнітної індукції без обліку похибки первинного вимірювального перетворювача (сумарної площі вимірювальних витків SW) не перевищувала значень, розрахованих по формулі: ?=±(0,01ФХ+Фк), де
Фх - показання мікровеберметра, Тл;
Фк - кінцеве значення границі виміру мікровеберметра, Тл.
Розрахунки проводилися в такий спосіб.
Для одержання в кільцевому зразку необхідної напруженості магнітного поля в намагнічуючому ланцюзі встановлюється струм, значення якого в амперах обчислюється по формулі:
, (2.1)
де W1нам - кількість витків в намагнічуючому ланцюзі ;
dср - середній діаметр зразка, см;
H - напруженість магнітного поля А/м.
Магнітну індукцію в зразку визначали шляхом вимірювання вольтсекундної площі імпульсу напруги, що наводиться у вимірювальній обмотці при зміні напрямку намагнічуючого струму.
Значення магнітної проникності визначали по формулі:
, (2.2)
де В - магнітна індукція, Тл
Н - напруженість магнітного поля, А/м
2.3 Методика вимірювання магнітних характеристик у змінному магнітному полі
Для визначення магнітних характеристик магніто-м'яких матеріалів у змінних магнітних полях використовували ферометр марки Ф5. Ферометр модифікації Ф5 призначений для дослідження тороїдальних зразків у змінному магнітному полі при синусоїдальному режимі магнітної індукції. За допомогою ферометру можна визначити дані для амплітудної (динамічної) кривої намагнічування, а також втрати в матеріалі в частотному діапазоні 30 - 1000 Гц.
Вимірювання проводили на кільцевих зразках розмірами Dз=35 мм, dв=25 мм і h=5 мм. Обмотку, що намагнічує, виготовляли з W1 витків проводу діаметром 0,8 мм. При дотриманні умови 500 < < 999, де L - середня довжина кола, визначається по формулі:
L = ? 103, (2.3)
де D - зовнішній діаметр зразка, мм, d - внутрішній діаметр зразка, мм.
Вимірювальну обмотку виготовляли з W2 витків із проводу діаметром 0,21 - 0,31 мм. При дотриманні умови 500 < SW2 < 999, де S - площа перетину тороіда, визначається по формулі:
S = h , (2.4)
де h - висота зразка, мм.
Обмотка зворотного зв'язку робиться з Wос витків проводу діаметром 0,21 - 0,31 мм, при дотриманні умови W1/Wос ? 0,1? 0,2.
Дослідження проводили наступним чином. За допомогою мікроперемикача вимірювального блоку індукції набирали значення SW2, за допомогою мікроперемикача вимірювального блоку напруженості набирали значення , потім мікроперемикачем помножувального блоку набирали значення щільності зразка. Вибирали придатні межі для індукції і напруженості. У процесі вимірювання вони змінюються в залежності від потреби. Цифровий вольтметр включається для вимірювання індукції, поле регулювали до одержання обраного значення напруги UB. Послідовно включали вимикачі H і P і відраховували відповідні показання UH і UP.
2.4 Методика дослідження електричного опору зразків матеріалів
Електричний опір зразків вимірювали за допомогою одинарно-подвійного мосту постійного струму РЗОО9 із поелементною перевіркою й підстроюванням, призначеного для вимірювання в діапазоні від 10-8 до 1,1111 108 ? на постійному струмі по ТЕ 3.454.019. Міст складається із вимірювального блоку (ВБ), автокомпенсатору (АК) і підсилювача (В).
Вимірювання проводили на призматичних зразках із площею перетину Sпер =35-40 мм2 наступним чином. До зразків підключали електроди й встановлювали значення мосту (М1 і М2). Замикали ланцюг батареї й встановлювали струм по амперметру в ланцюзі RХ-RN, шляхом зміни опору реостатом Rр. По вольтметру встановлювали напругу, що рекомендується, і проводили вимірювання на АК.
Підрахунок значень вимірюваного електричного опору проводиться по формулі:
(2.5)
де S -площа перетину зразка, мм2; L - довжина зразка, м; Rо - показання приладу, Ом;
2.5 Визначення фізико-технологічних властивостей порошків
Плинність порошку