Філь’єра для отримання високоякісного термоелектричного матеріалу методом екструзії

Реферат: Філь'єра для отримання термоелектричного матеріалу методом екструзії, вхід якої має форму оберненого конусу із значенням кута при його вершині в діапазоні 20÷120º, а формуючий канал має сталий переріз з співвідношенням його діаметру до довжини в діапазоні 5-15. Формуючий канал має на вході форму оберненого конусу з кутом при його вершині в діапазоні 3-5°, причому співвідношення довжини конусної частини формуючого каналу до довжини його постійного перерізу складає 2:1. UA 79984 U (54) ФІЛЬ'ЄРА ДЛЯ ОТРИМАННЯ ВИСОКОЯКІСНОГО ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНОГО МАТЕРІАЛУ МЕТОДОМ ЕКСТРУЗІЇ UA 79984 U UA 79984 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до термоелектрики, а саме технології отримання термоелектричних матеріалів методом екструзії. На даний момент метод екструзії широко використовується в промисловості для отримання профільованих прутків з металів та пластиків [1, 2]. Метод екструзії перспективний також і для отримання термоелектричних матеріалів [3]. Для забезпечення високої якості термоелектричних матеріалів використовують оптимізовані конструкції основної деталі екструдера - філь'єри. Відома конструкція філь'єри для отримання високоякісних термоелектричних матеріалів на основі твердих розчинів телуриду вісмуту [4]. Вхід такої філь'єри має форму оберненого конусу. Кут при вершині такого конусу може бути вибраний в діапазоні від 20° до 120°. Формуючий канал, через який виходить стрижень термоелектричного матеріалу має постійний переріз. Співвідношення діаметру перерізу отвору формуючого каналу до його довжини складає 5-15. Форма такої філь'єри наведено на рис. 1. Витікання деформованого під дією зовнішнього тиску термоелектричного матеріалу починається при максимальному тиску (тиск початку руху). Цей тиск більше ніж тиск необхідний для підтримки процесу стабільного витікання термоелектричного матеріалу через формуючий канал філь'єри. Цей ефект пояснюється тим, що тертя покою під дією зовнішнього тиску змінюється тертям руху. Недоліком відомої конструкції філь'єри є те, що встановлення стабільного витікання термоелектричного матеріалу в початковий період при зміні тертя покою тертям руху відбувається на протязі деякого періоду, внаслідок чого на стрижій термоелектричного матеріалу з'являються кільцеві тріщини. Для зменшення такого небажаного ефекту необхідно збільшувати довжину формуючого каналу. При цьому збільшується тиск початку руху, а також значно збільшуються габарити екструдера. В основу корисної моделі поставлена задача створення вдосконаленої конструкції філь'єри, що створить умови для зменшення початкового тиску початку руху екструдованого матеріалу через формуючий отвір, усунення умов виникання кільцевих тріщин та зменшення габаритів екструдера. Поставлена задача вирішується шляхом введення на початку формуючого каналу невеликої конусності, внаслідок чого в зоні пластичної деформації термоелектричного матеріалу створюється протитиск. Експериментально встановлено, що оптимальним значенням кута конусності початку формуючого каналу є 3-5°, а співвідношення довжини частини каналу з конусністю до довжини каналу з постійним перерізом складає 2:1. Суть корисної моделі пояснюють креслення. Запропонована форма філь'єри наведена на фіг. 1, 2. При вказаних геометричних співвідношеннях встановлюється режим витікання термоелектричного матеріалу при якому кільцеві тріщини не з'являються. При цьому загальна довжина формуючого каналу може бути зменшена до 3-6 значень діаметру вихідного отвору формуючого каналу. Відповідність критерію «новизна» запропонованій формі філь'єри для отримання термоелектричних матеріалів методом екструзії забезпечує та обставина, що подібне рішення не зустрічається ні в одному з аналогів. Промислове використання запропонованої філь'єри для отримання екструдованих термоелектричних матеріалів не вимагає застосування нового обладнання. В існуючому обладнанні необхідно встановити лише нову філь'єру. Використання заявленої філь'єри дозволить усунути причини появи кільцевих тріщин, зменшити габарити екструдера, зменшити початковий тиск, зменшити період встановлення стабільного витікання термоелектричного матеріалу через філь'єру, внаслідок чого збільшиться процент виходу високоякісного термоелектричного матеріалу. Література: 1. К. Lane and II. Stenqer. Extrusion. American Society of Metals, 1981. 2. Томсен Э. Янг Ч., Кобояши Ш. Механика пластических деформаций при обработке металлов. - Москва: Машиностроение, 1969. - 503. 3. Сабо Е.П. Технология халькогенидных термоэлементов. Физические основы. Экструзия. // Термоэлектричество. 2006 г., № 1, с. 43-62. 4. Патент №: US 6.596.226.В1 Process for production thermoelectric material/ ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Філь'єра для отримання термоелектричного матеріалу методом екструзії, вхід якої містить форму оберненого конусу із значенням кута при його вершині в діапазоні 20÷120º, а формуючий 1 UA 79984 U канал має сталий переріз з співвідношенням його діаметру до довжини в діапазоні 5-15, яка відрізняється тим, що формуючий канал має на вході форму оберненого конусу з кутом при його вершині в діапазоні 3-5°, причому співвідношення довжини конусної частини формуючого каналу до довжини його постійного перерізу складає 2:1. Фіг.1 2 UA 79984 U Фіг.2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3