Konferencje

Wykorzystanie technologii napylania próżniowego do wytwarzania kompozytowych materiałów stykowych

Streszczenie

W referacie omówiono współczesne metody wytwarzania materiałów stykowych wytwarzanych w technologii proszków spiekanych i w technologii syntezy mechanicznej. Omówiono wymagania jakie powinny spełniać materiały stykowe pracujące w różnych warunkach technicznych i środowiskowych. Omówiono najnowszą technologię wytwarzania materiałów kompozytowych tj. technologię napylania próżniowego. Przedstawiono budowę instalacji przemysłowej do wytwarzania materiałów kompozytowych w tej technologii..Zaprezentowano charakterystyke uzyskiwanych materiałów kompozytowych w tej technologii.

1. Wstęp

W czasie pracy elektrycznych aparatów łączeniowych najistotniejsze znaczenie mają procesy zachodzące w chwilach załączania i wyłączania obwodów elektrycznych. Styki łączników są wówczas poddawane intensywnym, niszczącym oddziaływaniom prądu elektrycznego. Intensywność niszczenia styków jest zależna od czasowego przebiegu prądu podczas trwania odskoków przy załączaniu, czasu utrzymywania się łuku elektrycznego przy wyłączaniu i konstrukcji układu stykowo-gaszeniowego.

W  warunkach eksploatacyjnych powierzchnie styków pokrywają się w normalnej atmosferze warstwami obcymi pochodzenia organicznego i nieorganicznego, które charakteryzują się najczęściej znacznie niższą przewodnością elektryczną w porównaniu z metalami, z których wykonuje się styki. Styki te podlegają ponadto oddziaływaniu wysokiej temperatury, od kilku do kilkunastu tysięcy 0K, towarzyszącej palącemu się łukowi elektrycznemu.

Materiały stykowe mają określoną sprężystość a wzajemne uderzenia elementów zestyku o siebie powodują mikroodkształcenia (sklepywanie zestyku).

Otwarciu zestyku towarzyszy wędrówka materiału stykowego o charakterze mostkowym lub łukowym. Do pierwszej z nich dochodzi w wyniku stopniowego zmniejszenia się powierzchni styku co prowadzi do lokalnego, znacznego wzrostu gęstości prądu i stopienia (nadtopienia) elementów zestyku. Płynny metal tworzy wówczas między stykami mostki przewodzące, które pękają na skutek wybuchowego wyparowania metali lub mechanicznego rozerwania.

Wyładowaniu łukowemu towarzyszy zaś powstawanie plazmy,która wywołuje gruboziarniste pokrycie dodatniego elementu zestyku materiałem katody.

Ze względu na wpływ ww. procesów podczas pracy łączeniowej zachodzi konieczność stosowania nakładek na styki wykonywanych ze specjalnych materiałów, często wytwarzanych według unikalnych technologii.

Ze względu na różne właściwości różnych materiałów oraz różne, czasem sprzeczne oczekiwania wobec materiałów stykowych, trudno jest uzyskać materiał spełniający wszystkie oczekiwania. Z tego powodu ciągle poszukuje się rozwiązań kompromisowych cechujących się ograniczonym zużyciem drogich materiałów szlachetnych, posiadających dobrą przewodność elektryczną, wysoką temperaturę topnienia i wiele innych cech.

Powszechnie stosowanymi materiałami stykowymi są:

czyste metale o różnym stopniu czystości jak:

1.metale szlachetne (Au, Ag, Pt, Pol)

  • metale trudnotopliwe (W, Mo, Cr)
  • metale niezależne (Cu, Sn, Pb, Zn)

2.stopy metali szlachetnych lub innych:

  • stopy miedzi (mosiądze, brązy)
  • stopy srebra (AgCu, AgCd itp. )

3.materiały kompozytowe wytwarzane w drodze:

  • spiekania powstałego szkieletu z materiału trudnotopliwego i nasycanie go metalem lub stopem dobrze przewodzącym
  • spiekania mieszania proszków metali oraz ich związków o różnej granulacji i w obecności ciśnienia i atmosfery, w której to się dokonuje.

Materiały kompozytowe wytwarzane są w technologiach:

  • proszków spiekanych
  • syntezy mechanicznej

Metodami tymi uzyskuje się kompozyty z materiałów wzajemnie nierozpuszczalnych tj. posiadających znacznie różniące się temperatury topnienia i wrzenia.

Technologia proszków spiekanych polega na wstępnym przygotowaniu proszków przez mielenie składników w specjalnych młynach a następnie ich spiekaniu w podwyższonej temperaturze i pod odpowiednim ciśnieniem. Właściwości uzyskanego kompozytu zależą od wymiaru ziaren, składu mieszaniny, temperatury spiekania, ciśnienia w czasie spiekania, czasu spiekania i atmosfery, w której dokonuje się spiekania. Produkty uzyskane w różnych warunkach posiadają różne właściwości i trudno je między sobą porównywać. Cechą struktury uzyskanego materiału jest występowanie wewnętrznych kapilar co ma znaczenie przy wysokiej temperaturze łuku elektrycznego, kiedy następuje stopienie materiału miękkiego (srebro, miedź ) i częściowo jego odparowanie. Powstała część materiału miękkiego , roztopionego wypełnia kapilary zwiększając przewodność styku do czasu aż w drodze erupcji zostaną wyrzucone pary tego materiału.

Technologia syntezy mechanicznej jest stosunkowo nową metodą otrzymywania proszków kompozytowych. W tym procesie mieszanina proszków wsypywana jest do wysokoenergetycznego młyna kulowego, w którym z dużą prędkością obrotową zachodzi proces zgniatania cząsteczek proszku poprzez poruszające się kule. Energia kinetyczna ruchu obrotowego za pośrednictwem kul mielących przekazywana jest do ziarn proszków. Zachodzi rozdrabnianie proszków, płatkowanie, zgrzewanie ich na zimno i plastyczna deformacja cząstek. W wyniku mechanicznego oddziaływania (siły tarcia ), wysokich ciśnień pomiędzy cząstkami a kulami dochodzi do mechanicznej syntezy. Uzyskuje się tym sposobem proszki kompozytowe o dużej dyspersji składników, które następnie poddawane są spiekaniu w podwyższonej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem.

Obiema metodami uzyskuje się struktury roztworów wymieszanych na poziomie cząstek, przy czym w drugim przypadku uzyskuje się znacznie lepsze wymieszanie składników.

2. Technologia wytwarzanie stykowych materiałów kompozytowych metodą napylania próżniowego

Odparowanie i następnie wytwarzanie stykowych materiałów kompozytowych w próżnie jest względnie nową ,alternatywną technologią wykorzystania fizyczno–technologicznych właściwości strumienia elektronów, wyróżniającą się największą efektywniejszą tworzenia materiału w porównaniu z innymi znanymi sposobami użycia skoncentrowanych strumieni energii (laser, plazma) tj. o mocy powyżej 1 MW.

W związku z tym nagrzewanie materiału do zadanej temperatury, stapianie go i odparowanie zachodzi z bardzo dużą szybkością. Szybkie odparowanie materiału za pomocą strumienia elektronów i następnie ich kondensacja w próżni w dużej skali jest technologią stosowaną przy tworzeniu bardzo cienkich powłok (do 5 µm) znajdujących zastosowanie w radiotechnice, mikroelektronice, technice obliczeniowej itp. [2, 3] a także grubszych powłok (≥ 5µm) wykorzystywanych w charakterze pokryć antykorozyjnych i ochrony przed wpływami środowiskowymi [3, 4].

Światowe trendy produkcji materiałów metalowych z wykorzystaniem różnorakich procesów technologicznych (metalurgii napylania próżniowego- włączając w to uzyskiwanie cienkich powłok metodą magnetycznego rozpylania mieszanin metalicznych) wskazują na dalszy wzrost produkcji nowych materiałów wytwarzanych w technologii osadzania fazy parowej w próżni [5]

Wytwarzanie różnych wieloskładnikowych pokryć dla podwyższanie odporności na elektroerozję łączników elektrycznych wydaje się być technologią perspektywiczną. Doświadczenia naukowo-produkcyjne w tym zakresie najszerzej przedstawiono w [6]. Szczególną uwagę poświęcono stopom na bazie miedzi z dodatkiem cyny, chromu, aluminium, niklu i tytanu. W [7].rozpatruje się możliwość wykorzystania powłok o dużej wytrzymałości mechanicznej na bazie miedzi Cu–0,5% Al2O3 do zabezpieczenia styków aparatów elektrycznych. Należy podkreślić, że technologia próżniowej kondensacji do uzyskiwanie pokryć znacznie przewyższa pod względem właściwości mechanicznych i stabilności termicznej pokrycia wytwarzane technologią galwanotechniki. Jak zaznaczono wcześniej tradycyjną metodą wytwarzania materiałów kompozytowych dla zastosowań stykowych była metalurgia proszków .Technologię otrzymywania materiałów stykowych, ich charakterystyki eksploatacyjne i obszary zastosowań szczegółowo omówiono w [8 ]-[ 10 ]. Niezależnie od możliwości szerokiego wyboru materiałów na styki elektryczne dla różnych zastosowań, problematyka wytwarzania niezawodnych styków aparatów łączeniowych do końca nie została rozwiązana. Szczegółowe wymagania dotyczące materiału styku zależą od typu aparatu łączeniowego i jego jakości. Spełnienie tych wymagań mogą zapewnić materiały charakteryzujące się optymalną strukturą i odpowiednimi właściwościami elektrycznymi, chemicznymi, mechanicznymi i innymi zapewniającymi odporność elektroerozyjną, długi czas użytkowania i niezawodność zestyku. Podwyższenie odporności elektroerozyjnej średnoobciążonych i słabo obciążonych styków z materiałów kompozytowych na bazie Ag-metal i Ag-tlenek metalu przy wzroście rozdrobnienia proszku skutkuje obniżeniem strumienia plazmy przy wyładowaniach elektrycznych [12]. Procesy odparowania i kondensacji w próżni pozwalają tworzyć materiały na poziomie struktury atomowo-molekularnej, nieosiągalnej w technologii proszkowej. Odparowanie a następnie kondensacja pary w próżni umożliwiają sterowanie procesem kondensacji metali i niemetali na poziomie atomowo-molekularnym oraz uzyskiwanie masywnych materiałów kompozytowych do wytwarzania styków elektrycznych.

Pierwsze laboratoryjne próbki materiałów kompozytowych uzyskane technologią napylania próżniowego grubości 1-2 mm z dużą dyspersją molekuł uzyskano w latach 70-tych ubiegłego wieku w wielu laboratoriach (min. w Instytucie Materiałów AN w Kijowie [3], w Królewskim Naukowo-Lotniczym Instytucie Ministerstwa Obrony Wielkiej Brytanii [14]). O seryjnej produkcji tego typu materiałów brakowało informacji do ostatnich lat. Należało przede wszystkim rozwiązać szereg problemów naukowo-technicznych, a wśród nich i zagadnienia ekonomiki procesu. Cenowo materiały uzyskiwane technologią napylania próżniowego powinny być porównywalne z materiałami uzyskanymi technologiami proszkowymi i o podobnych właściwościach.

Jednym z istotnych problemów do rozwiązania było ograniczenie lub wyeliminowanie drogich metali szlachetnych do wytwarzania materiałów kompozytowych.

Pod względem niezawodności eksploatacyjnej materiały kompozytowe wytwarzane w technologii napylania próżniowego nie powinny ustępować materiałom z proszków spiekanych. W tym celu konieczne było opracowanie zestawu składników i struktury materiałów stykowych, przebadanie ich właściwości fizyko-mechanicznych oraz opracowanie zaleceń dla przemysłowego wytwarzania materiałów kompozytowych w technologii napylania próżniowego.

3. Instalacja do wytwarzania materiałów kompozytowych w technologii napylania próżniowego

Technologia napylania próżniowego w pełni użyteczna dla wieloskładnikowych kompozycji metali/niemetalu do produkcji w skali komercyjnej materiałów kompozytowych była rozwijana w przedsiębiorstwie ELTECHMASZ w Vinnicy na Ukrainie. Ogólny wygląd stanowiska do wytwarzanie materiałów kompozytowych w technologii napylania próżniowego przedstawiono na rys. 1.

Rys. 1. Ogólny widok instalacji do wytwarzania materiałów kompozytowych w technologii napylanie próżniowego.

Rys. 1. Ogólny widok instalacji do wytwarzania materiałów kompozytowych w technologii napylanie próżniowego.

Schemat instalacji do wytwarzania materiałów kompozytowych w technologii napylania próżniowego przedstawiono na rys. 2.

Rys. 2. Schemat instalacji do wytwarzania materiałów kompozytowych;

Rys. 2. Schemat instalacji do wytwarzania materiałów kompozytowych;

1.komora robocza, 2.komora dział elektronowych, 3.produkt (baza do kondensacji komponentów), 4.działo elektronowe, 5.blok topielny, 6.osłona, 7.mechanizm podnoszenia i obrotu produktu, 8.podajnik składników, 9.system utrzymywania próżni, 10.system chłodzenia, 11.system podglądu, 12.pulpit sterowniczy, 13.szafy sterownicze, 14.ekrany ochronne, 15.zasilanie wysokim napięciem, 16.manipulator, 17.pomost obsługi

Materiałami wyjściowymi do wytwarzania materiałów kompozytowych w technologii napylania próżniowego są: wlewki chromu topione metodą indukcyjną w atmosferze czystego argonu, wlewki irydu; cyrkonu, sztabki tlenku aluminium uzyskiwane metodą proszkową i prasowane na zimno a następnie spiekane w temperaturze 15000C.

Czystość używanych materiałów jest wyższa od 99,9%. Materiały kompozytowe uzyskiwane są na instalacji L5 skonstruowanej w naukowo-produkcyjnym centrum ELTECHMASZ Ukraina.

Instalacja ta składa się z komory roboczej, komory dział elektronowych, systemu zasilania, systemu utrzymywania próżni itd.

W dolnej części komory znajdują się cztery urządzenia z miedzianymi tyglami chłodzonymi wodą(dwa o średnicach 100mm i dwa o średnicach 70mm).Wymiary tygli pozwalają umieścić w nich wlewki o długości do 800mm.Do boków tej komory przylega komora dział elektronowych. Cztery działa elektronowe wytwarzające wiązki elektronów umieszczone są od góry i od dołu służą do podgrzewania podłoża ,na którym następuje kondensacja komponentów. Cztery inne działa elektronowe służą do podgrzewania i odparowywania komponentów składowych.

Proces technologiczny osadzania komponentów składowych (kondensacji) odbywa się w następujący sposób; podłoże wykonane w kształcie dysku o średnicy 1000mm jest umocowane na mechanizmie podnoszenia i obracania. Powierzchnia podłoża, na której następuje kondensacja komponentów jest przygotowana w 10 klasie czystości. W celu łatwego oddzielenia uzyskanego materiału kompozytowego(produktu) od podłoża ,to ostatnie jest pokryte wstępnie warstwą fluorku wapnia (CaF) o grubości ( 10-15)µm. W dwóch z czterech miedzianych tygli umieszczone są wlewki miedzi Cu-Zr-Y o sumarycznej zawartości regulowanych dodatków Zr-Y do 0,2% masowo. W dwóch pozostałych tyglach umieszczone są wlewki molibdenu w przypadku wytwarzania materiału kompozytowego typu Cu-Zr-Y-Mo stosowanego w wyłącznikach i stykach ślizgowych, wlewki wolframu albo chromu przy wytwarzaniu materiału kompozytowego typu Cu-Zr-Y-W , Cu-Zr-Y-Cr na styki pracujące w obecności łuku elektrycznego, wlewki tlenku aluminium w przypadku materiałów typu Cu-Zr-Y-Al2O3 stosowanych na elektrody. Materiały kompozytowemu typu Cu-Zr-Y-Mo są wytwarzane i certyfikowane zgodnie z ukraińskimi normami. Technologia ich wytwarzania i procedury są chronione patentami ukraińskimi [21,22]. Dane instalacji dużej mocy do wytwarzania materiałów kompozytowych w technologii napylania próżniowego przedstawiono w tab.1.

Tabela_1Uzyskane materiały kompozytowe charakteryzują się bardzo wysoką twardością (1000-1800)HV,dużą wytrzymałością i przewodnością elektryczną oraz zadawalającą plastycznością .

Przeprowadzono badania mikrostrukturalne powierzchni kompozytów w przekrojach równoległych i prostopadłych do strumienia pary. Dla struktury kondensatu miedziowo molibdenowego stwierdzono warstwowość w hierarchii makro-mikro i submikron w różnych strukturach warstw. Stwierdzono wpływ chropowatości podłoża na morfologię powierzchni i cechy struktury kondensatu w jego przekrojach

Dla warstw wzbogaconych miedzią charakterystyczna jest przede wszystkim struktura składająca się z nieuporządkowanych wielobocznych ziaren (rys.3a) lub w części sferoidalna i drobnoziarnista , rozpuszczona w matrycy na osnowie miedzi (rys.3b).Dla warstw wzbogaconych molibdenem charakterystyczna jest struktura anizotropowa (kolumnowa) przedstawiona na rys.3c.

Chemiczne wytrawienie prostopadłego przekroju kondensatu świadczy o tym ,że przy mniejszej zawartości molibdenu trudnotopliwy składnik przedstawia pojedyncze ziarna o średniej wielkości mniejszej od 1µm i zlepki tych ziaren w matrycy na osnowie miedzi. Zmiana struktury i składu chemicznego jest zgodna ze zmianami charakterystycznych właściwości kompozytu. Zwiększenie zawartości molibdenu w kompozycie powoduje odpowiednio wzrost struktury kolumnowej i podwyższenie wytrzymałości i twardości oraz obniżenie jego plastyczności.

W stykach wykonanych z materiałów kompozytowych wytwarzanych w technologii napylania próżniowego w szeregu typów aparatów łączeniowych występuje mniejsza objętość tej drugiej struktury (rys.4) i wzrost trwałości styków w porównaniu z trwałością styków wykonanych w technologii proszkowej.

Badania łączeniowe wykazały, że w takim materiale zmienia się skład chemiczny warstw, co może ograniczać strefę termicznego wpływu wyładowań.

Rys. 3. Typowe struktury materiałów kompozytowych typu Cu-Zr-Y-M

Rys. 3. Typowe struktury materiałów kompozytowych typu Cu-Zr-Y-M

Rys. 4. Typowa struktura zewnętrznej warstwy materiału kompozytowego po badaniach łączeniowych

Rys. 4. Typowa struktura zewnętrznej warstwy materiału kompozytowego po badaniach łączeniowych

4. Główne zalety typowych materiałów kompozytowych wytwarzanych w technologii napylania próżniowego

Materiały kompozytowe wytwarzane w technologii napylania próżniowego otrzymuje się w jednym cyklu technologicznym, są więc tańsze od materiałów wytwarzanych w technologiach metalurgii proszków 1,5 do 1,7 raza i ok. 4-krotnie tańsze od materiałów zawierających srebro.

Niezawodność eksploatacyjna styków wykonanych z materiałów kompozytowych na bazie molibdenu nie ustępuje niezawodności styków wykonanych z materiałów zawierających srebro.

Obciążalność prądowa styków osiąga wartość do 1200A.

Materiały na bazie molibdenu dają się łatwo obrabiać technologiami skrawania,tłoczenia,szlifowania,wiercenia,spajania z zastosowaniem standardowych spoin.

Do dnia dzisiejszego wytworzono ok. 15 ton materiałów stykowych na bazie molibdenu,z których wykonano ponad 1,5 mln. styków.

Ogólny widok różnych styków pokazno na rys .5.

Rys. 5 Ogólny widok styków wykonanych z materiałów wytworzonych w technologii napylania próżniowego na bazie molibdenu

Rys. 5 Ogólny widok styków wykonanych z materiałów wytworzonych w technologii napylania próżniowego na bazie molibdenu

Materiały te są także wykorzystywane do wykonywania styków ślizgowych, które pod względem trwałości przewyższają styki ślizgowe na bazie węgla.

Materiały kompozytowe na bazie miedzi i wolframu tradycyjnie są wykorzystywane w charakterze silnoprądowych styków elektrycznych różnych typów (wyłączniki małoolejowe, SF6 i próżniowe).

Alternatywne materiały proszkowe, w ostatnim czasie, wykorzystywane są jako parowo-fazowe kompozyty miedź-wolfram.

Przeprowadzono badania materiałów kompozytowych wytwarzanych metodą napylania próżniowego typu Cu-Zr-Y-W o koncentracji wolframu w przedziale (5-60)% udziału masowego, które wykazały, że struktura materiału ma gradientowo-warstwowy charakter z hierarchią warstw i różnorodnością struktury. Przy zawartości wolframu w przedziale (40-60)% masowo , w warstwach przeważa struktura kolumnowa, nierzadko łącząca warstwy różnych poziomów hierarchicznych ale także w całej grubości kompozytu (rys. 6).

Rys. 6. Typowa struktura materiałów kondensowanych z parowo-fazowych materiałów kompozytowych typu Cu-Zr-Y -W o zawartości wolframu od 40 do 60%

Rys. 6. Typowa struktura materiałów kondensowanych z parowo-fazowych materiałów kompozytowych typu Cu-Zr-Y -W o zawartości wolframu od 40 do 60%

Do wykonywania styków elektrycznych wykorzystuje się także materiały typu Cu-Cr o zawartości chromu w przedziale (35-50)% masy kompozytu.Kondensat typu Cu-Zr-Y-Cr przy tej zawartości chromu ma strukturę warstwową o hierarchicznym ułożeniem warstw makro-,mikro i submikrorozmiarów.Dwie ostatnie charakteryzują się anizotropią normalnych rozmiarów sprzyjającą formowaniu kolumn w przedziale kilku warstw (rys.7).

Rys. 7. Typowa struktura kondensatu skondensowanego z parowo-fazowego kompozytu typu Cu-Z-Y-Cr

Rys. 7. Typowa struktura kondensatu skondensowanego z parowo-fazowego kompozytu typu Cu-Z-Y-Cr

Obszary występowania dużej koncentracji struktury kolumnowej pozwalają stwierdzić,że występuje w tym obszarze transport masowy przy silnie nierównomiernym charakterze kondensatu.

Pod wpływem temperatury i czasu w przekroju prostopadłym warstwy obserwuje się ziarnową strukturę wieloboczną (rys. 8a) z oznakami rozpadu cząstek (rys. 8b).

Rys. 8. Charakterystyczne struktury materiałów kompozytowych typu Cu-Zr-Y-Cr wytworzonych w technologii napylania próżniowego o zawartości chromu (35-50)%; a) ziarnista wieloboczna,b)z oznakami rozpadu cząstek twardych

Rys. 8. Charakterystyczne struktury materiałów kompozytowych typu Cu-Zr-Y-Cr wytworzonych w technologii napylania próżniowego o zawartości chromu (35-50)%; a) ziarnista wieloboczna,b)z oznakami rozpadu cząstek twardych

 

Twardość oznaczona wg Vickersa, w zależności od zawartości chromu, wykazuje zależność liniową w przedziale (0-70)% Cr. Przy zawartości chromu (35-50)% twardość HV zmienia się w przedziale 2069-2503 MPa. W trakcie badań na rozciąganie stwierdzono,że wytrzymałość osiąga maksymalną wartość ok. 550MPa przy 40% zawartości chromu ale plastyczność zanika. Badano charakter zniszczeń przy próbie na rozciąganie i stwierdzono, że podstawowym rodzajem zniszczeń są zniszczenia wewnątrzkrystaliczne. Materiały typu Cu-Zr-Y-W i Cu-Zr-Y-Cr wykorzystuje się do budowy styków pracujących w komorach o długich czasach gaszenia łuku elektrycznego.Widok takich styków przedstawiono na rys. 9.

Rys. 9. Ogólny widok styków wykonanych z materiałów wytworzonych w technologii napylania próżniowego na bazie wolframu przeznaczonych do komór z długim czasem gaszenia łuku

Rys. 9. Ogólny widok styków wykonanych z materiałów wytworzonych w technologii napylania próżniowego na bazie wolframu przeznaczonych do komór z długim czasem gaszenia łuku

Produkowane są także elektrody z materiału kompozytowego typu Cu-Zr-Y-Al2O3.

5. Podsumowanie

Technologia próżniowego napylania materiału kompozytowego z topieniem i odparowaniem materiału za pomocą wiązki elektronów jest alternatywną technologia uzyskiwania materiałów kompozytowych dla szeroko stosowanej technologii metalurgii proszkowej.

Zaprezentowana technologia pozwala komponować materiały na poziomie atomowo-molekularnym z zadaną dyspersją cząstek i rozdzieleniem faz w jego grubości.

Omówiona technologia jest technologią ekologicznie czystą , nie tworzącą odpadów szkodliwych dla środowiska.

Przedstawiona technologia jest najbardziej ekonomiczną spośród różnych technologii wytwarzania materiałów kompozytowych a w szczególności w porównaniu do metalurgii proszków , ze względu na uzyskiwanie produktu finalnego w jednym cyklu technologicznym.

Ekonomiczna efektywność tej technologii jest niewątpliwa ze względu na fakt ,że materiały kompozytowe nie zawierają drogich metali szlachetnych w porównaniu do technologii proszkowych.

Współczesne instalacje wyposażone w układy nagrzewania komponentów wiązką elektronową pozwalają uzyskiwać do 15 ton kompozytu za pomocą jednej instalacji w ciagu roku–można je więc uznać za instalacje przemysłowe.

N.I. Grechaniuk*, R.V. Minakowa*,
B. Miedziński**, A. Kozłowski**, J. Wosik**

* Instytut Technologii Materiałowych Ukraińskiej Akademii Nauk, Kijów,

Naukowo-Produkcyjne Centrum
ELTECHMASZ, Vinnica, Ukraina

**Instytut Technik Innowacyjnych
EMAG Katowice, Polska

Literatura

  1. Zuev I.W.: Material processing by means of contentrated energy fluxes.,MEI,1998, pp 162(in russian)
  2. Maisell L.,Gleng Z.: Technology of thin films,vol 1 and vol 2,Sov. Radio,1997, (in russian)
  3. Samsonov G.V.,Epik A.P.: Coatings stable to heat.Metalurgia,1973,pp398 (in russian)
  4. Bunshah R.F.: Vacuum evaporation-history, recent developments and applications. Zeitschrift fur metallkunde,1984,No 11, pp840-846
  5. Movczan B.A.: Inorganic materials-vapour deposited in vacuum.Current development of material science in XXI century. Kiev, Naukova Dumka,1998,pp 318-332 (in russian)
  6. Kostorzicki A.I.,Lebiedinski O.V.: Multicomponent vacuum coatings. Maszinostrojenie,1987,pp207, (in russian)
  7. Ilinski A.I.: Structure and hardness of multilayers and dispersion hardened films. Metallurgia,1986,pp 140 (in russian)
  8. Francevicz I.N.: Electrical contacts made by use of powder metallurgy. Poroszkowa Metallurgia,1980,No8,pp 36-47 (in russian)
  9. Rachovski W.I, Levczenko G.W., Teodorowicz O.K.: Breaking contacts of electrical switchgear. Metalurgia,1966,pp295 (in russian)
  10. Minakova R.W.,Grekova M.L.,Kresanova A.L., Krjaczko L.A.: Metal-matrix composite materials for electric contacts and electrodes,Poroszkowa Metalurgia,1995,No 7/8, pp32-52 (in russian)
  11. Kaprinos D.M.: Composite materials:Guide book,Naukova Dumka,Kiev,1985,pp 591 (in russian)
  12. Leis P.,Schuster K.K.,:Der einfluss des kontactmaterials auf die austidung von plasmastrahlen.Electric,1979,No 10,pp 514-516
  13. Movczan B.A, Grechanyuk N.I.: New materials and coatings obtained by means of electron beam technology, Proc of ELT-88 Conf,Varna, Bulgaria 1988 (31.05-04.06), pp 1005-1023
  14. Fatkullin O.H.: New structural powder materials and their application.Poroszkowa Metalurgia WINITI,1991,vol5,pp 140-177
  15. Minakova R.W.: Kresanowa A.P., Grechanyuk N.I.,: Composite materials for electric contacts and electrodes.Materials on Mo basis. Elektriczeskije Kontakty I Elektrody: Scientific Papers of Material Science Institute,Kiev ,1996, pp.95-105 (in russian)
  16. Slade P.E.: Arc erosion of tungsten based contact materials. A review. Int Journal of Refractory and Hard Metals,1986,No4, pp208-214
  17. Abrikosova N.H.: Dual multicomponent systems on copper base. Nauka,1979,pp 35 (in russian)
  18. Mackey T., Ziolkovski I.: Subsolids phase diagram of Cu20-Cu0-MoO system. J Solid State chem.. ,1980,No31, pp135-143
  19. Mackej T., Ziolkovski I.: Phase relation in the cupric molibdates-cuprons molibdates system,J.Solid State Chem. ,1980,No31,pp 145-151,
  20. Grechanyuk N.I.,Osokin W.A., Grechanyuk I.N., Minakov R.W.,Golovkowa M.E., Kopylova G.E.:Condensation composits on copper and molybdenum base for electric contacts.Structure,properties,technology,Part 2,Sovremiennaja elektrometalurgia,2006,pp9-19
  21. Grechanyuk N.I.,Osokin W.O., Afanasjev I.B., Grechanyuk I.N.,: Composite material for electric contacts and method of its preparation, Patent of Ukraine No 34875,Published in Bulletin No12,16.12.2002 (in ukrainian)
  22. Grechanyuk N.I.: Method of preparation of microrough thermostable material.Patent of Ukraine No 74155. Published inBulletin No11,15.11.2005 (in ukrainian)
  23. Miedzinski B.,Wisniewski G.,Shoffa V.N,Grechanyuk N.I.: Performance of copper –molybdenum contacts when used for inductive DC load. Sbornik trudov Instituta Problem materialovedienia UAN,Kiev, 2004,pp19-23
  24. Miedzinski B.,Wisniewski G.,Grechanyuk N.I, Grodzinski A.,Kozlowski A.,: Applicability of multilayer condensed multicomponent material In electrical contacts of LV vacuum interrupters. Electrical Review,2010
  25. Grechanyuk N.I.,Plaszczenko M.M., Zvoricz A.W., Osokin W.O.,:Contact system of vacuum chamber.Patent of Ukraine No 76737,Published in Bulletin No9,15.09.2006 (in ukrainian)
  26. Grechanyuk N.I., Grechanyuk I.N., Denisenko W.O., Grechanyuk V.G.,: Composite material for electric contacts and electrodes and method of preparation. Patent of Ukraine No86434, Published in Bulletin No8,27.04.2009
Click to comment

Leave a Reply

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

To Top