Рідинно-металевий композиційний контакт

Рідинно-металевий композиційний контакт, що містить пористий каркас, виготовлений з дроту тугоплавкого матеріалу діаметром D у вигляді тканини організованої1 структури, що просочений легкоплавким металом або сплавом, який відрізняється тим, що лінійний розмір h пор каркасу визначений виразом h=(2...5)D, a D=1O...7O мкм. талом або сплавом, а, відповідно до пропозиції, лінійний розмір h пор каркасу визначений виразом h = (2...5JD, при D = 10...70МКМ. Літературні відомості про крайові кути змочування 0° тугоплавких металів вольфраму (W), молібдену (Мо), ренію (Re) розплавами ІНДІЮ (In), галію (Ga), олова (Sn) та їх сплавами обмежені. Авторами ж проведені дослідження щодо визначення характеристик змочування тугоплавких металів W, Mo, Re згаданими розплавами у середовищі гелію (Не), гідридного водню (Н) та у вакуумі. Дослідження виконували на "Установці для визначення поверхневих якостей і ЩІЛЬНОСТІ розплавів з напівавтоматичним поданням зразків до зони нагрівання" [В Сб. Методы исследований и свойств границ раздела контактирующих фаз. - Киев: Наукова Думка. - 1977. - С.33 - 40]. Згадана установка дозволяє реєструвати (фотографувати) зміни профілю краплі розплаву, що лежить на площині, в процесі її нагрівання або Ізотермічної' витримки. Вивчення отриманих експериментальне нових даних по змочуванню і використання відомих співвідношень, зокрема, таких, як: W a = О, + Ор - Орт, COS0 = (О, - Орт)/ Ор, Орт ~ Or - CfpCoS0 дозволили, визначити роботу на адгезію W a і міжфазний натяг о р т на кордоні "тверда фаза - рідкий розплав" при температурах до 1100°С. Так для вольфраму От = 2800 ± 290мДж/м2. Для ренію а т = 2200 ± 300мДж/м2 У водні поріг змочування зрушений у напрямку більш низьких температур, тому просочування пористих каркасів розплавами металів In, Ga, Sn у цих умовах протікає при більш низьких температурах. Капілярні характеристики у значній мірі визначають працездатність комутацій CM 1821 них електричних апаратів. Капілярні властивості просоченого рідиною каркаса задаються характеристиками каркаса і характеристиками рідини (о р , Є). Каркас можна розглядати, як нерегулярну структуру з відкритою пористістю, що добре описується залежністю р =f(v), де р - капілярний тиск Лап2 ласа (Н/м ), v - відносний об'єм рідкої фази (обсяг рідкої' фази в одиниці об'єму матеріалу). Величина р визначається кривизною менісків рідини в порах відповідно до рівняння Лапласа: р = а?(1/гі + 1/г2) де гі і гг - головні радіуси кривизни меніска, Ор - поверхневий натяг рідкої фази на кордоні з газом. Значення р визначається, виходячи з умов роботи контактів. 2 Якщо прискорення контакту а - (м/сек ), то мі2 німально припустиме р - (Н/м ) задається виразом: р = арп, де р - щільність рідини (кг/м3), h - лінійний розмір пор (м). Згаданий лінійний розмір пор h вимірюють у напрямку прискорення. Радіуси визначаються капілярним тиском р у каркасі (р = ар/г). У результаті експериментів був знайдений оптимальний лінійний розмір h пор каркасу рідиннометалевого композиційного контакту. Він визначається виразом h - (2...5)D, де D - діаметр дроту, з якого виготовлений каркас. Окрім того визначено, що оптимальним є діаметр дроту D = 1О...7Омкм. При цьому радіус кривизни меніску, визначений виразом г = (0,48...0,51)h, що складає приблизно 10...35МКМ при значенні кута змочування 6° близького до нуля. Завдяки використанню металевої тканини для виготовлення каркасу з лінійним розміром пор h, який визначений виразом h = (2...5)D, a D = 10...70мкм, вдалося створити оптимальні умови для її просочування розплавами індію (In), галію (Ga), олова (Sn) та їх сплавами, які використовують з цією метою. Авторами експериментальне встановлено, що при h > 5D і при D > 70мкм просочування каркасу легкоплавким металом або сплавом суттєво зменшується через зменшення капілярного тиску, а використання h < 2D і D < Юмкм технологічно та економічно не обґрунтоване, оскільки, зважаючи на високу крихкість тугоплавких металів, призводить до збільшення браку, а також до збільшення часу на виконання операції" просочування, але при цьому суттєво не впливає на якість каркасу. Пропонована конструкція показана на схематичному кресленні.(Фіг.) Рідинно-металевий композиційний контакт, містить пористий каркас 1, виготовлений з дроту тугоплавкого матеріалу у вигляді тканини організованої структури типу "еластик", що частково просочений легкоплавким металом або сплавом 2. Лінійний розмір h пор каркасу 1 визначений виразом h = (2...5)D, a D = 10...70мкм. Каркас 1 після пресування має форму пружного циліндра, один торець якого призначений для з'єднання з токопідводом, а другий - для контактування з другим тотожним йому контактом (на кресленні не показано). Пропонований контакт працює так. Частину контакту закріплюють у контактоутримувачі (на кресленні не показаний). Друга частина контакту є контактуючою і в парі з тотожним контактом забезпечує пропускання і комутацію електричного струму, зберігаючи при цьому всі переваги рідинно-металевого композиційного контакту, щонайперше, суцільність контактування поверхонь контактів, за рахунок збільшення просочуваності пористого каркасу 1 легкоплавким металом або сплавом 2 шляхом підвищення капілярного ефекту і застосування пор оптимального перерізу. Фіг. Підписано до друку 05.06 2003 р. Тираж 39 прим. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044)236 - 47 - 24