Электроадгезионные устройства закрепления

Нижегородский государственный технический университет им Р.Е. Алексеева

‘’Электроадгезионные устройства закрепления.’’

Выполнил

Нижний Новгород

2010г

Содержание

1 Введение 3

2 Электроадгезионный метод соединения твёрдых тел 4

3 Адгезивы, отверждающиеся при облучении 10

4 Заключение 15

5 Список использованных источников 16

1 Введение

На сегодняшнее время трудно найти отрасль промышленности где бы не применялись композиционные материалы (армированные пластики, клеевые соединения, лакокрасочные покрытия и другие гетерогенные полимерные системы) все они успешно функционируют благодаря достаточным по величине и стабильными во времени адгезионным связям между компонентами. Поэтому понятен интерес к проблеме надёжности адгезионных соединений, их функционированию при действии эксплуатационных факторов, в том числе длительной нагрузке. Всё это заставляет учёных искать всё новые и новые модели адгезионных устройств, которые бы отвечали высокому уровню требований соединений различных компонентов.

В данной работе рассмотрим две современные модели адгезионных соединений : электроадгезионный метод соединения твёрдых тел и адгезивы, отверждающиеся при облучении.

2 Электроадгезионный метод соединения твёрдых тел

Склеивание стало одним из самых надёжных способов соединения твёрдых тел в машиностроении. Успешность внедрения технологии склеивания объясняется рядом существенных преимуществ по сравнению с другими видами соединений. Применение клеев позволяет соединить практически все материалы промышленного назначения: различные металлы и их сплавы; неметаллические соединения: древесину, кожу, пластмассы, керамику, стекло, резину и т.п.

Основные требования предъявляемые к конструкционным клеям – это прочность, теплостойкость и долговечность. Кроме того желательно, чтобы клей отверждался без нагревания и давления, при минимальной осадке. Удовлетворяют перечисленным требованиям только немногие клеи. Недостатки, свойственные традиционным технологиям склеивания, заставили искать новые пути соединения твёрдых тел.

Ещё в 1923 году Джонсон и Раббек обнаружили эффект сцепления твердых тел (диэлектриков с полупроводниками) под воздействием внешнего электрического поля. Полученный электроадгезионный контактсохранялся в момент действия электрического юля и исчезал после его снятия. Такой метод соединения твердых тел впоследствии получил назва­ли электростимулированный адгезионный контакт. В настоящее время он широко используется электростатических крепежных устройствах, тормозных муфтах, захватывающих устройствах робототехнике.

В 1960 г. Н. А. Иоффис предложил повышать точность пайки керамики с керамикой и стекла с металлом воздействием внешних электрополей. Особеннобурное развитие исследований, посвященныхвыработке методов сцепления твердых тел под воздействием внешних электрических полей, начинается с1967 г., когда в СССР и США вышлипервые публикации по указанной проблеме.

Появились возможность создавать как обратимый адгезионный контакт, сохраняющийся только при действиивнешнего электрического поля, так и необратимый.

В отличие от клеевых соединений времясоздания электроадгезионного контакта значительноменьше и составляет от 0.1 с до 10 мин при подаваемомпотенциале от 300 В до 8 кВ.

Соединение твердых тел электроадгезионным мето­дом не требует высоких температур и наличия вакуума, как при диффузионной сварке. Отме­тим такое преимущество этого метода по сравнению сдругими, как возможность соединения тел без исполь­зования давления, а также низкие требовании к предва­рительной подготовке их поверхностей.

Применение электроадгезионного метода для соеди­нения твердых тел позволяет достичь прочности адгезионного контакта 15 МПа, поэтому в ряде случаев разрушение происходит когезионно, в частности, по стеклу при соединении стекол с металлами. Различные схемы создания адгезионного контакта твердых телуказанным методом приведены на рисунках 1, 2.

1 — металлический зонд (щетка); 2 — пленка (раствор) полимера; 3 — стекло; 4— металл

Рисунок 1. – Схема электростатического контакта при нанесении покры­тия (а) и при склеивании твердых тел (б)

1 — металл; 2 — стекло; 3 — муфельная печь; ИП — источник питания

Рисунок 2. – Схема электроадгезионного соединения при повышенных температурах

В настоящее время число изобретений и статей по рассматриваемой проблеме настолько велико, что привести их все не представляется возможным. Всего насегодняшний день электроадгезионным методом изготовлены соединения приблизительно из 130 различных по природе пар материалов. Эти соединения применяют при креплении тензодатчиков, изготовле­нии электронных микросхем, создании оптических кон­тактов, сочленении металлических труб со стеклянными и т. п.

Общепринято мнение, что при соединении твердых тел электроадгезионным методом сцепление происходит за счет пондеромоторных сил электрического поля. С учетом дипольной поляризации и накопления зарядов у границы раздела фаз и в объеме силу пондеромоторного взаимодействия можно рассчитать по формуле

F = (1)

где U— прикладываемый потенциал; e и e₀ — диэлектрическая проницаемость среды и вакуума; d— толщина полимерной пленки; s₁ — поверхностная плотность заряда пленки; s₂ —

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать