76) Точечная сварка

Точечная сварка – разновидность контактной сварки, при которой заготовки соединяют в отдельных точках.

При точечной сварке заготовки собирают в нахлёстку и зажимают с усилием Р между 2 электродами подводящими ток к месту сварки. Электроды используются медные. При соприкосновении с медными электродами поверхность заготовки нагревается медленнее, чем их внутренние слои. Нагревание продолжается до того момента, пока внешние слои не примут пластичное состояние, а внутренние уже расплавятся. Затем выключается ток и снимается давление. В месте контакта образ. литая сварная точка. Точечную сварку в зависимости от располож электр свариваемых к заготовкам можно подразделить на двухстороннюю (а) и одностороннюю (б). При двухсторонней сварке 2 или более заготовки сжимают точечной машиной. При односторонней сварке ток распред между верхним и нижним листами, причём нагрев осуществляется частью тока протекающего через нижний лист. Для того, чтобы увеличить КПД использ тока, под нижний лист устанавливается медная подкладка. Данная сварка даёт вожможность получения сразу несколько сварных точек.

Точечной сваркой можно сваривать заготовки толщиной от 0,5 до 5 мм. Сваривают все виды сталей, а так же аллюминивые сплавы и медные сплавы. Широко исп в массовом производстве и допускает получать допущения до200 точек (по принципу односторонней сварки).

78) Пластмассы и полимерные композиционные материалы

Пластмассами называют синтетические материалы, получаемые на

основе органических полимерных связующих и специальных напол­нителей. Они способны формоваться при определенных температуре и давлении, в результате чего изделиям придается заданная форма.

Полимерными композиционными материалами (ПКМ) называются материалы с полимерной матрицей и армирующим волокнистым на­полнителем. Они имеют низкую плотность, высокую удельную прочность и жесткость, стабильные свойства в широком интервале темпе­ратур. Свойства ПКМ определяются свойствами их компонентов, их

соотношением, характером взаимодействия на границе матрица — армирующий элемент (наполнитель) и технологией изготовления.

Полимерные композиционные материалы различаются типом мат­рицы (органическая, неорганическая), перерабатываемостью (термо­пласт, термосет), типом усиливающих элементов (волокна, частицы), их ориентацией (изотропная, одноосно ориентированная) и непре­рывностью. Механические свойства материала зависят от структуры и свойств межфаэной границы. Сильное межфазное взаимодействие между матрицей и наполнителем создает высокую прочность мате" риала. Фазы в композитах имеют микронные и субмикронные разме­ры. Для повышения свойств фазы-наполнителя уменьшают ее размеры, что снижает макроскопическую дефектность. Однако физические свой­ства композита не могут превосходить свойства чистых компонентов.

Физические, электронные и фотофизические свойства полимер­ных нанокомпозитов со средним размером фаз (наночастиц и кла­стеров) менее 100 нм определяются чрезвычайно высокой удельной поверхностью (отношением поверхности к объему), и значительно отличаются от свойств как блочного материала, так и индивидуаль­ных атомов. Свойства конечного нанокомпозита зависят от природы взаимодействия между фазами и строения межфазных областей, объ­емная доля которых чрезвычайно велика.

Упрочняющими элементами нанокомпозитов являются наноча-стицы оксидов, нитридов, карбидов, силикатов и т.д. Они входят в состав нанокомпозитов на основе керамики и полимеров. Каче­ство (уровень свойств) таких материалов определяется совместимо­стью компонентов.

Полимерные композиты многофункционального назначения фор­мируют с введением связующих модификаторов, которые изменяют строение и свойства материала полимерной матрицы. При их созда­нии используют нетрадиционные наполнители: жидкости, жидкок­ристаллические вещества и твердые ультрадисперсные соединения (керамику), обеспечивающие высокий комплекс свойств (электриче­ских, магнитных, тепловых и др.), которые невозможно реализовать в обычных наполненных полимерах.

Получение нанокомпозитов возможно и по золь-гель технологии, когда исходными компонентами служат алкоголяты некоторых хи­мических элементов и органические олигомеры. Введение керамики изменяет неорганическую трехмерную сетку. Золь-гель реакция не требует высокой температуры, что позволяет использовать органиче­ские соединения — активные олигомеры и готовые полимеры (поли­стирол, полиимид, полиамид, полибутадиен и полиметилметакрилат).

Слоистые нанокомпозиты создают на основе керамики и полиме­ров со слоистой неорганической структурой (монтмориллонит или вермикулит), которая встречается в глинах. Слой монтмориллонита толщиной 1 нм в ходе реакции ионного обмена насыщают мономер­ным предшественником с активной концевой группой (О-капролак-тамом, бутадиеном, акрилонитрилом или эпоксидной смолой), а затем проводят полимеризацию. Слоистые нанокомпозиты характеризуют­ся высокими механическими свойствами, термической и химической стабильностью.

Нанокомпозиты с участием атомов и кластеров металлов и по­лупроводников имеют уникальные свойства, которые определя­ются свойствами входящих в их состав кластеров, образованных раз­ным количеством атомов металла или полупроводника — от десяти до нескольких тысяч (размеры включений ОТ \ до 10 нм). Подобные на-номатериалы отличаются по свойствам как от блочного материала, так и от индивидуального атома или молекулы,, причем полупровод­никовые особенно сильно, даже если размер частицы достигает сотен нанометров, что повышает температуру плавления материала.

ПКМ применяют в промышленности и электронике в качестве изоляторов. Однако уже созданы полимеры с электропроводимостью большей проводимости железа. Промышленностью выпускаются «органические» батареи, в которых металлы заменены полимерами. Сплавы полимеров сочетают в себе механические и оптические свой­ства обычных полимеров с электрическими свойствами проводящих полимеров. Получены полимеры с внешней проводимостью за счет введения в них проводящих добавок (порошки, металлические во­локна или сажа). Электропроводность обеспечивается переносом за­ряда через заряженные участки, рассеянные по исходной матрице. На основе полиацетилена создан полимер с внутренней проводимо­стью, в котором проводимость создается введением примесей хими­ческим путем (легирование). Используемые примеси не являются проводниками. Полиацетилен, полученный путем химической по­лимеризации ацетилена, является полупроводником. Легированный полиацетилен обладает почти такой же проводимостью, как металлы (10^3Oм^-1*см^-1). Теоретически такие полимеры смогут стать сверх­проводниками при комнатной температуре.

Появление таких проводящих и прозрачных сплавов явилось ре­шением проблемы электростатической и электромагнитной защиты, создания невидимых для радаров покрытий в авиации и области радарной защиты.

Однако неустойчивость большинства полимеров-проводников на воздухе и в воде ограничивает их применение.