Спосіб визначення поперечної електропровідності порошку з анізотропією форми частинок

Реферат: Спосіб визначення поперечної електропровідності порошку з анізотропією форми частинок включає зважування порошку, засипання його в прес-форму, встановлення контакту порошку з рухомими електродами, через які пропускають електричний струм з одночасним вимірюванням електропровідності (  ) і густини порошку (  ) в процесі навантаження, циклічні навантаженнярозвантаження. Додатково проводять попереднє впорядкування частинок порошку шляхом орієнтації їх вісі вздовж поверхні електродів і перпендикулярно до напрямку струму, будують залежність  , циклічні навантаження-розвантаження проводять 3-10 разів, а поперечну електропровідність визначають за формулою: m ,  RS 2 m - густина стиснених нанотрубок; S і h - площа і товщина шару зразка; R Sh електроопір; m - маса проби нанотрубок. де   UA 94148 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ ПОПЕРЕЧНОЇ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ ПОРОШКУ З АНІЗОТРОПІЄЮ ФОРМИ ЧАСТИНОК UA 94148 U UA 94148 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Спосіб належить до досліджень електрофізичних властивостей матеріалів за величиною питомої електропровідності або електроопору і може бути використаний для діагностики, контролю й атестації порошкового матеріалу в порошковій металургії й інших галузях промисловості. Відомий спосіб вимірювання електропровідності порошкового матеріалу (ГОСТ 4668-75. Метод измерения удельного электрического сопротивления порошка), що включає засипання матеріалу у вимірювальну комірку з наступним стисканням його між електродами за допомогою мікрометричного гвинта. Недолік відомого способу полягає в тому, що електропровідність порошкового матеріалу залежить від його пористості, а остання від ступеня стиснення порошку. Найбільш близьким аналогом за технічною суттю та результатом, що досягається, до способу, що заявляється є спосіб визначення питомої електропровідності порошкоподібних матеріалів, що включає створення навантаження та вимірювання питомої електропровідності проби матеріалу при його стисненні, причому одночасно з питомою електропровідністю вимірюють пористість зразка при зміні навантаження, а шуканий параметр визначають за відомою формулою (Авторське свідоцтво СРСР № 1059498, МПК G01N 27/02, опубліковане 07.12.83, Бюл. № 45). Недоліком відомого способу є неможливість його застосування до порошку з анізотропією форми частинок, які мають внутрішню та зовнішню пористість. В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб визначення поперечної електропровідності порошку із анізотропією форми частинок шляхом попереднього впорядкування частинок що дає можливість побудувати залежність електропровідності порошкового матеріалу від його густини з врахуванням ефектів пружної та пластичної деформації в області контакту частинок. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення поперечної електропровідності порошку з анізотропією форми частинок, який включає зважування порошку, засипання його в прес-форму, встановлення контакту порошку з рухомими електродами через які пропускають електричний струм з одночасним вимірюванням електропровідності (σ) і густини порошку (ρ) в процесі навантаження, циклічні навантаження-розвантаження, згідно з корисною моделлю, додатково проводять попереднє впорядкування частинок порошку шляхом орієнтації їх вісі вздовж поверхні електродів і перпендикулярно до напрямку струму, будують залежність σ(ρ), циклічні навантаження-розвантаження проводять 3-10 разів, а поперечну електропровідність визначають за формулою: m ,  RS2 де   m - густина стиснених нанотрубок; S і h - площа і товщина шару зразка; R Sh електроопір; m - маса проби нанотрубок. Запропонований спосіб пояснюється фігурами, де: - на фіг. 1 представлено залежність електропровідності (σ) вуглецевих нанотрубок від їх густини (ρ); - на фіг. 2 - електропровідність (σ) вуглецевих нанотрубок при багаторазових циклах навантаження-розвантаження. Спосіб здійснюють за допомогою пристрою, який складається з ізоляційного корпусу, пресматриці, двох рухомих електродів, через які пропускають електричний струм для вимірювання електропровідності, відстань між якими за допомогою мікрометричного гвинта зменшується, а густина порошкового матеріалу між електродами, навпаки, зростає. Запропонований спосіб реалізується наступним чином. Як порошок з анізотропією форми частинок використовують масив нанотрубок. Визначають масу порошкової проби, яку засипають в прес-матрицю і встановлюють її контакт з рухомими електродами, через які пропускають електричний струм для вимірювання електропровідності. При навантаженні в межах пружності відстань між електродами і об'єм із порошком поступово зменшується, а його густина зростає. Одночасно вимірюють залежність електропровідності від густини σ(ρ), а потім здійснюють розвантаження до розриву електричного контакту. При першому циклі стиснення відбувається впорядкування нанотрубок і вони прагнуть розташуватися паралельно площі електродів і перпендикулярно до напрямку струму. При другому циклі - ступінь впорядкування зростає, а при третьому стає ще більшим, і тільки при багаторазових циклах положення кривої поперечної електропровідності σ(ρ) стабілізується, яке при подальших циклах навантаження 1 UA 94148 U 5 розвантаження вже не змінюється. Це критичне значення електропровідності - поперечна електропровідність вуглецевих нанотрубок. Запропонований спосіб визначення поперечної електропровідності порошку з анізотропією форми частинок дозволяє побудувати залежність електропровідності порошкового матеріалу від його густини з врахуванням ефектів пружної та пластичної деформації в області контакту частинок. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб визначення поперечної електропровідності порошку з анізотропією форми частинок, який включає зважування порошку, засипання його в прес-форму, встановлення контакту порошку з рухомими електродами, через які пропускають електричний струм з одночасним вимірюванням електропровідності (  ) і густини порошку (  ) в процесі навантаження, циклічні навантаження-розвантаження, який відрізняється тим, що додатково проводять попереднє впорядкування частинок порошку шляхом орієнтації їх осі вздовж поверхні електродів і перпендикулярно до напрямку струму, будують залежність  , циклічні навантаженнярозвантаження проводять 3-10 разів, а поперечну електропровідність визначають за формулою: m ,  RS 2 m - густина стиснених нанотрубок; S і h - площа і товщина шару зразка; R Sh електроопір; m - маса проби нанотрубок. де   20 2 UA 94148 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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