Разработка и исследования композиционного материала для высокотемпературных электроконтактных узлов

• Автор: Добросмыслов, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Введение
Г лава 1. Высокотемпературные электроконтактные соединения и материалы для их изготовления (Обзор литературы)
1.1 Высокотемпературные электроконтактные соединения
1.2 Инертные аноды для алюминиевых электролизеров
1.3 Физико-механические и электрофизические свойства керметных материалов для нерасходуемых анодов электролизеров
1.4 Физико-механические и электрофизические свойства керамик на основе оксида олова
1.4.1 Механизм спекания керамики на основе диоксида олова
1.5 Электрофизические свойства пенометаллов
1.5.1 Теплофизические свойства пенометаллов
1.5.2 Электропроводность пенометаллической среды
Выводы
Глава 2 Исследование физико-механических, электрофизических и
теплофизических свойств пенометаллов
2.1 Методы исследования свойств пенометаллов
2.2 Численное моделирование электрофизических и теплофизических характеристик пенометаллов
2.3 Экспериментальные исследования физико-механических, электрофизических и теплофизических свойств пенометаллов
2.4 Результаты численного моделирования и исследования физикомеханических, электрофизических и теплофизических свойств пенометаллов
Выводы
Глава 3 Исследование электрофизических свойств гетероструктурных материалов на основе пенометаллов
3.1 Методы формирования композиционных гетероструктурных материалов на основе пенометаллов
3.2 Электронно-микроскопические исследование гетероструктурного материала на основе пеноникеля
3.3 Результаты исследований электрофизических свойств композитов на основе пенометаллов
Выводы
Глава 4 Исследование свойств керамик на основе диоксида олова с добавками оксидов металлов
4.1 Синтез керамического материала на основе диоксида олова
4.2 Методы исследования керамик на основе диоксида олова
4.3 Результаты исследования физико-механических свойств керамических материалов на основе диоксида олова с добавками оксидов металлов

4.4 Результаты электронно-микроскопических и рентгеноструктурных исследований структуры синтезированных керамических материалов
4.5 Результаты исследований высокотемпературных электрофизических свойств материалов на основе БпСЬ с добавками оксидов металлов
Выводы
Г лава 5 Исследование свойств композиционного материала диоксид олова -серебро (полупроводник - металл)
5.1 Синтез композиционного материала диоксид олова - серебро (полупроводник - металл)
5.2 Исследование физико-механических свойств композиционного материала диоксид олова - серебро (полупроводник - металл)
5.3 Результаты электронно-микроскопических и рентгеноструктурных исследований структуры композиционного материала диоксид олова - серебро (полупроводник - металл)
5.4 Результаты исследований высокотемпературных электрофизических свойств композиционного материала диоксид олова - серебро (полупроводник -металл)
Выводы
6 Электроконтактные соединения, работающие при высоких температурах и высоких плотностях тока
6.1 Технология создания электроконтактных узлов через
пенометаллические материалы
6.2 Создание контактных узлов
6.3 Проведение тестирования электроконтактных соединений
Заключение
Список использованных источников

Введение
В последние десятилетия большое внимание уделяется разработке новых
электроконтактных узлов, работающих в широком интервале температур от 20 до 950 °С. Подобные электроконтактные узлы могут быть использованы в качестве нерасходуемых анодов в алюминиевой промышленности, электродов для стекловаренных печей, топливных элементов и электрорезистивных нагревателей.
Для электролизера с нерасходуемыми анодами одной из важнейших задач является разработка материала для несгораемых анодов, свойства которого должны удовлетворять определенным характеристикам.
В существующем процессе Холла-Эру применяют углеродистые аноды, в этом случае основная реакция электролиза выражается уравнением:
Алюминий выделяется на катоде и образует расплавленную лужу на дне ванны, а кислород разряжается на аноде, реагирует с материалом анода и удаляется в виде С02 и СО (до 50 %). Отходящие газы содержат также канцерогенные полициклические углеводороды (наиболее известный среди них -бензопирен), фториды углерода. Кроме того, производство исходных материалов для анодной массы (кокс, пек) и самих анодов также сопровождается значительным количеством вредных выбросов. Разработка высокоэлектропроводящего и достаточно прочного материала, коррозионно-стойкого к среде электролита, позволит создать экологически чистые электролизеры высокой производительности. Наиболее перспективными материалами для анодов, как было показано в ранее проведенных исследованиях, являются высокопроводящие керамики на основе диоксида олова и керметы, устойчивые к термоударам на основе оксидов металлов.
высокопроводящих химически стойких материалов
для создания
А1,0, +-С 2 3

Фотография структуры пеноникеля представлена на рисунке
Рисунок 8 - Фотография структуры пеноникеля.
С целью уменьшения окисления материал покрывался высокотемпературной обмазкой ЖКО-1700. На рисунке 9 приведены фотографии сборок с гетероструктурными образцами без обмазки и с обмазкой.

(а) (б)
Рисунок 9 - Фотографии сборок с пенометаллом без обмазки (а) и с обмазкой (б).
Измерения электрофизических характеристик материала производились в интервале температур 20-1000 °С.