Материалы и методы нанотехнологий : учебное пособие
жүктеу/скачать 3.3 Mb. Pdf көрінісі
|
глава 2. Получение компактных двумерных и трехмерных наноматериалов индуктор → → → → → → → концентратор поршень порошок форма i i i B B j f Рис. 2.1. Схема устройства для одноосного магнитно-импульсного прессования Некоторые характеристики одноосного магнитно-импульсного пресса: — амплитуда импульсной силы до 900 кН; — длительность импульсной силы от 200 до 500 мкс; — амплитуда магнитного поля индуктора до 15 Тл; — диаметр прессовок из нанопорошков до 40 мм; — высота прессовок меньше диаметра; — степень вакуума до 1 Па. Для получения длинномерных заготовок из нанопорошков в фор- ме труб и стержней разработан специальный магнитно-импульсный пресс. В этом методе порошок помещается в трубчатую электропро- водящую оболочку. Такая оболочка выполняет функцию радиально сходящегося цилиндрического пуансона. Используется принцип ради- ального сжатия оболочки под действием давления магнитного поля, генерируемого протекающим вдоль трубы большим импульсным то- ком. До начала прессования порошок укладывается в трубчатую по- лость между медной трубой и стержнем из твердого материала, выпол- 75 2.1. Компактирование нанопорошков няющего функцию формирования канала. После дегазации порошка внутри специального бокса осуществляется газоплотное in-situ* капсу- лирование пресс-формы с помощью прокладок. Это позволяет манипу- лировать пресс-формой на воздухе, не опасаясь вторичного проникно- вения в прессуемый порошок адсорбируемых газов. Подготовленная пресс-форма подключается к генератору импульсных токов с емкост- ным накопителем энергии С. В ходе прессования большой импульс- ный ток протекает вдоль медной оболочки и возвращается к генера- тору по асимметричной массивной внешней металлической трубе. Оболочка под действием импульсного магнитного поля индуктора де- формируется и уменьшается в диаметре, уплотняя порошок. Характе- ристики рассмотренного метода прессования следующие: — амплитуда импульсного давления до 2 ГПа; — длительность импульса давления от 10 до 50 мкс; — диаметр прессовок из нанопорошков до 20 мм; — длина прессовок до 250 мм; — степень вакуума до 1 Па. В литературе встречается еще одна схема магнитно-импульсного прессования, являющаяся обобщением схемы одноосного прессования и прессования в электропроводящей оболочке используемая для прес- сования микропорошков. Устройство состоит из индуктора — солено- ида, укрепленного на стойке и имеющего несколько витков обмотки. Индуктор связан с главной конденсаторной батареей, которая пред- варительно заряжается от источника тока. Внутри соленоида поме- щен трубчатый контейнер с порошком. Для жесткого крепления кон- тейнера служат стойки. На контейнер, выполненный из достаточно эластичного материала, надевается тонкая оболочка из высокопрово- дящего металла. Внутрь контейнера с обеих сторон вставляются пу- ансоны, которые перемещаются в нем в осевом направлении. Внеш- няя, более широкая часть пуансонов, выполнена с электропроводным покрытием, обращенным к плоским индукторам. Каждый индуктор соединен с соответствующей конденсаторной батареей. Все устрой- ство помещено в прочный газонепроницаемый кожух, который может быть заполнен инертной атмосферой или в котором может быть соз- * In situ (лат.) — по месту нахождения. |