автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Прогнозирование электропроводности и износостойкости композиционных электроконтактных материалов

На правах рукописи

НОВОСЕЛОВА Марина Вячеславовна

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ КОМПОЗИЦИОННЫХ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность: 05.02.01. Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени КАНДИДАТА технических наук

Москва - 2003

Работа выполнена в Тверском государственном техническом университете (ТГТУ).

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

ИЗМАЙЛОВ Владимир Васильевич (ТГТУ)

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ЧИЧИНАДЗЕ Автандил Виссарионович (ИМАШ РАН) кандидат технических наук ГЕРШМАН Иосиф Сергеевич (ВНИИЖТ)

Ведущее предприятие - Тверской государственный университет (ТГУ)

Защита состоится «_» _ 2003 г. в _ час. на

заседании диссертационного совета Д 218.002.02 в Федеральном государственном унитарном предприятии Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта по адресу:

129626, г. Москва, 3-я Мытищинская ул., д. 10, Малый конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «_»_2003 г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просьба направлять в адрес диссертационного совета института.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук

//Г.И. Пенькова и>

гЩ

3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Порошковые технологии незаменимы при изготовлении электроконтактных материалов, которые должны сочетать в себе комплекс противоречивых, порой антагонистических свойств. При разработке новых композиционных материалов на смену эмпирическим и интуитивным методам приходят теоретические, в том числе с использованием новых возможностей, предоставленных вычислительной техникой. Возрастающая роль теоретических методов в проектировании композиционных материалов обусловила выбор цели настоящей работы.

Актуальность выбранного направления исследований обусловлена: необходимостью повышения надежности, экономичности, экологичности и безопасности электротехнического оборудования; необходимостью снижения материалоемкости электротехнического оборудования за счет применения материалов с заданными свойствами; большим количеством контактных соединений, используемых практически в любом промышленном энергетическом оборудовании; дефицитностью и высокой стоимостью электротехнических материалов; ответственностью функций электроконтактных соединений; тяжестью последствий аварий, вызванных некачественным электроконтактным соединением.

Часть исследований, представленных в диссертации, выполнена в соответствии с единым заказ-нарядом Минобразования РФ на 1998 - 2002 г.г. по теме «Создание научных основ новых ресурсосберегающих и компьютерных технологий и новых материалов».

Цель и основные задачи работы. Целью данной работы яатяется разработка методик прогнозирования электропроводности и интенсивности изнашивания композиционных элекгроконтактных материалов как необходимого элемента проектирования функциональных материалов с заданными свойствами. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. разработать модель единичного силового контакта гранул металлического дисперсного материала;

2. разработать модель единичного электрического контакта гранул металлического дисперсного материала;

3. исследовать условия механического и электрического разрушения поверхностных пленок в единичном контакте гранул металлического дисперсного материала;

4. разработать модель дисперсного пористого материала для расчета

его электропроводности;

5. обосновать методику форсированных сравнительных испытаний композиционных электроконтактных материалов на электроэрозионную износостойкость;

6. проверить адекватность предложенных моделей.

Научная новизна. 1. Получил дальнейшее развитие теоретический подход к расчету усилия прессования дисперсного материала. На основе энергетического метода теории пластичности получена безразмерная зависимость относительной плотности материала от давления прессования, не содержащая эмпирических коэффициентов и применимая в широком диапазоне давлений и плотностей.

2. Разработаны оригинальная установка и методика экспериментального исследования электрических и механических характеристик индивидуального контакта двух частиц дисперсного материала. Проведено комплексное экспериментальное исследование индивидуального механического и электрического контакта двух частиц дисперсного материала, на базе которого предложена теоретическая модель индивидуального контакта, позволяющая прогнозировать его проводимость на стадии прессования с учетом деформации и состояния поверхности частиц.

3. Разработаны теоретические модели проводящего дисперсного материала, в том числе двухкомпонентного и с жидкометаллической пропиткой, позволяющие прогнозировать его проводимость на стадии прессования в зависимости от состава, пористости, наличия поверхностных пленок на частицах и технологических параметров прессования. Применение данных теоретических моделей позволяет использовать величину удельного электросопро гшзления для контроля качества дисперсного материала после прессования.

4. Дано обоснование возможности форсирования испытаний дисперсных материалов в условиях электроэрозионного изнашивания. С помощью различных критериев согласия показана достоверность результатов форсированных испытаний и пересчета их на нормальный режим эксплуатации электроконтактного материала.

Практическая полезность. 1. На базе разработанных теоретических моделей предложена инженерная методика расчета проводимости дисперсных материалов и усилия прессования, реализованная в виде макроса для MS Excel.

2. Накоплен значительный экспериментальный материал по элегсгриче-ским и механическим характеристикам индивидуальных контактов частиц металлических дисперсных материалов.

3. Обоснование возможности форсирования испытаний электроконтактных материалов в условиях электроэрозионного изнашивания по ¡золяет в несколько раз снизить продолжительность таких испытаний.

4. Изготовлен электроконтактный материал на основе молибденового каркаса заданной пористости с последующей пропиткой жидкометалличе-ским сплавом на основе галлия. Материал имеет контактное электросопротивление на два с лишним порядка меньше, чем традиционные электроконтактные твердометаллические материалы и более высокую износостойкость.

5. С помощью методики форсированных испытаний выбран оптимальный состав и технологические режимы получения электроконтактного материала медь - хром для силовых электрокоммутирующих устройств. Испытания показали, что по электроконтактным характеристикам и износостойкости данный материал значительно превосходит медь и не уступает электроконтактным материалам на основе вольфрама и молибдена.

Реализация работы. Электроконтактный материал медь - хром успешно прошел испытания и применяется в контакторах постоянного и переменного тока и быстродействующих автоматических выключателях в локомотивных депо и на дистанциях электроснабжения Московской хелезной дороги, в ООО НПО «Ремплазма» в релейных блоках коммутации роботизированного комплекса РПН для плазменного напыления, а также в ОАО Тверской завод электроаппаратуры ЭЛТОР, что подтверждено соответствующими актами. Электроконтактный материал на основе молибдена с жидко металлической пропиткой нашел применение в устройстве вращения и контроля за спуском приборов в сверхглубоких скважинах, проводимых ОАО НПЦ «Тверьгеофизика», о чем также имеется соответствующий акт.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на следующих конференциях: I научно - практ. конференции студ. и асп. вузов г Твери (г.Тверь, 1999); III научно - практ. конференции "Современные технологии в машиностроении" (Пенза, 2000); междунар. научно-практ. конференции "Новые материалы и технологии на рубеже веков" (Пенза, 2000); научно-практ. конференции "Актуальные проблемы развития машиностроительного комплекса Тверской области" (Тверь, 2001); научной сессия МИФИ-2002 (Москва, 2002); междунар. конференции "Электрические контакты "ЭК - 2002"" (Санкт-Петербург, 2002); научно - технич. конферен. "Современные технологии, материалы, машины и оборудование' (Могилев, 2002)Лубликации. По результатам выполненных исследований опубликовано 20 научных статей, получено два патента Российской федерации.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 175 страницах, содержит 32 таблицы, 87 рисунков и состоит из введения, пяти глаз, основных результатов и выводов, списка использованных источников из 155 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение посвящено обоснованию актуальности темы, выбору цели и задач исследования.

В первой главе проанализированы существующие теоретические модели для прогнозирования характеристик консолидированного дисперсного материала. Рассмотрены предложенные различными авторами (P.A. Андриевский, М.Ю. Бальшин, Я.Н. Гегузин, В.В. Скороход и др.) уравнения прессования. Проанализированы теоретические модели для описания процессов механического и электрического контактирования (Н.Б. Демкин, H.H. Дзек-цер, В.В. Измайлов, И.В. Крагельский, Р. Хольм и др.). Проанализированы требования к электроконтактным материалам и принципы создания и испытания композиционных электропроводящих износостойких материалов (H.A. Буше, В.Я. Берент, В.В. Кончиц, М.А. Мамхегов, Р.В. Минакова, Н.К. Мыш-кин, A.B. Чичинадзе и др.). Выявлены некоторые нерешенные проблемы электроконтактного материаловедения, которые обусловили выбор цели и задач исследования.

Вторая глава посвящена теоретическому и экспериментально]»!)' исследованию зависимости относительной плотности упаковки (пористости) дисперсного материала от приложенного усилия прессования. Для теоретического анализа дисперсный материал представляется в виде простой кубической системы частиц. В рамках данного моделирования приняты следующие предпосылки, принимаемые многими исследователями: монодисперсность, сферическая форма частиц, неизменность структуры при ее уплотнении, постоянство объема частиц, возможность существования вакантных мест.

Для расчета фактического контактного давления при прессовании используется энергетический метод теории пластичности. Примем кинематически возможное поле линий скольжения из трех треугольных блоков

Рис. 1.

(рис. 1а). Считается, что после прессования в результате стесненной деформации частица имеет форму шара радиуса гш с отсеченными сегментами, основания которых являются площадками контакта радиуса гк. На рис. 16 изображен годограф скоростей, соответствующий принятому полю линий скольжения.

На основании выбранных поля линий скольжения и годографа скоростей получены выражения в безразмерном виде, связывающие коэффициент деформации частицы и номинальное контактное давление с относительной плотностью материала.

Графические зависимости относительных фактического Рф и номинального Р„ давлений от коэффициента деформации частицы кл = гК/гя изображены на рис. 2 - предел текучести материала). Расчетные значения Рф при значениях коэффициента деформации 0 + 0,3 соответствуют микротвердости материала частицы. Сравнение теоретической и экспериментальной зависимостей фактического контактного давления от номинального в безразмерном виде, представленное на рис. 3, свидетельствует о применимости предложенной модели к расчету процессов прессования дисперсны < материалов.

12 9

6

3

о ,

О 0.2 0.4 0.6 0.8 «а 0 3 6 9 Р,/о}

Рис. 2. Рис. 3.

Для материалов, изготовленных методами порошковой металлургии, одним из основных параметров является пористость. На основании теоретических результатов получена связь между давлением прессования в безразмерной форме и относительной плотностью

ПЖ2М2 о ПЖ2МЭ А вихр Ре + восст Ие о

где а» и а - относительные плотности упаковки материала, не содержащего и содержащего вакантные места, Рн - номинальное контактное давление, о5 -предел текучести материала. Из полученного уравнения прессования следует, что максимально достижимая относи- а/щ тельная плотность материала после прессования примерно в два раза больше насыпной плотности.

Для подтверждения данного уравнения прессования были проделаны эксперименты по прессованию при различных давлениях образцов из металлических порошков. Экспериментальные результаты представлены на рис. 4, там же представлены результаты других авторов (ПЖ2М2, ПЖ2МЭ, восст. Ре и вихр. Бе).

Для всех исследованных материалов общий вид зависимости относительной плотности прессовок от относительного давления одинаков и удовлетворительно совпадает с теоретической зависимостью.

Третья глава посвящена теоретическому расчету удельной электропроводности дисперсного материала на основании выбранной кубической модели. Проводимость дисперсного материала определяется не столько объемными свойствами его компонентов, сколько сопротивлением единичных контактов между отдельными частицами, состоянием поверхности частиц, наличием вакантных мест в материале (т.е. относительной плотностью материала).

Произведен расчет сопротивления деформированной частицы по методу верхней и нижней оценки. Область проводимости разбивалась эквипотенциальными поверхностями в виде дисков с учетом геометрии деформированной частицы (рис. 5а), или трубками тока в виде усеченных конических и цилиндрических слоев (рис. 56).

В этом случае выражения для расчета сопротивления запишутся в виде:

Я1 = 2р,

к , О

Р-<ь<+ г.

о51(х)

82(Х)

-ах

_1_ Я2:

Ш г

= _л Г. р„ Л

я

" 0 я к

где 8,(х) - площадь сечения диска в виде круга с четырьмя отсеченньтми сегментами, Б2(х) - площадь сечения диска в виде' правильного кр}'1 а, рл -

удельное сопротивление монолитного материала, г« - первоначальный радиус частицы, гк - радиус площадки контакта, Ь(Я) - длина трубки тока, ИП1) -высота усеченного конуса, г„ - половина ребра элементарной (кубической) ячейки.

Рис. 5.

Окончательно сопротивление металлической гранулы рассчитывается как среднее значение верхней и нижней оценок К = (К1 + Я2)/2. Зависимость электросопротивления гранулы II от коэффициента деформации представлена на рис. 6, где - сопротивление куба из того же материала с ребром с!„. Верхняя и нижняя оценки сопротивления в диапазоне значений коэффициента деформации кА> 0,5 практически совпадают.

Для оценки достоверности предложенной теоретической модели на рис. 7 представлены значения относительной проводимости А/Ао по известным теориям Р.Хольма (кривая 2), М.Ю.Бальшина, В.И.Оделевского, В.В.Скорохода (кривые 3) и перколяционной теории (кривая 4). Наши результаты (кривая 1) хорошо совпадают с этими теориями в диапазоне их применимости.

Рис. 6. Рис. 7.

Для обоснования достоверности модели материала в виде кубической системы (координационное число г = 6) был проведен также расчет удельно-

го сопротивления дисперсного материала с элементарными ячейками в виде октаэдров (координационное число г = 8). Сравнение удельного сопротивления дисперсного материала по кубической и октаэдрической моделям показало, что в интервале плотностей, представляющем практический интерес (а/а0 = 1,4 + 2), результаты двух моделей совпадают. Этот факт д&ег основание в дальнейшем рассматривать только более простую кубическую модель дисперсного материала.

Описанные выше расчетные оценки сопротивления дисперсных материалов получены в предположении, что на поверхности частиц отсутствуют окисные пленки. Вместе с тем, очевидно, что поверхностные пленкн существенно влияют на проводимость контакта частиц. В работе выполнены исследования условий механического и электрического разрушения поверхностных пленок на частицах дисперсного материала.

На физической модели единичного контакта окисленных гранул дисперсного материала исследовалась структура контактной поверхности, оценивались размер и число пятен металлического контакта. В результате аппроксимации экспериментальных данных получена зависимость относительной доли (3 взаимного металлического контакта в общей площади контакта двух частиц от безразмерного номинального давления в виде:

Экспериментально получены зависимости для расчета числа металлических пятен контакта Ммет, среднего размера одного пятна <¿1 (диаметр эквивалентного круга) и сопротивления стягивания к металлическим участкам окисленного контакта Ямет по следующим формулам:

где рп - удельное сопротивление монолитного материала, Л - сопротивление идеальной (неокисленной) гранулы.

Согласно эквивалентной схеме контакта с частично разрушенной поверхностной пленкой сопротивление контакта равно

в! 0,011'

<11 = 70,011 с1к. Р0 0.12-рр _о.12 Кмет-'Н* РА- ~ р

—Я,

Як — И. + Яи,

Рис. 8.

Для оценки зрстоверности описанной выше модели проведено сопоставление результатов, полученных с помощью этой модели и в процессе деформации гранул дисперсных металлических маге риалов. Для экспериментального определения сопротивления контакта двух частиц нами разработаны прибор (рис. 8) и методика, на которые получены патенты Российской федерации.

Исследуемые частицы 1 и 2 закрепляются в специальных съемных зажимах 3 и 4 с помощью упругих пластин. Зажим 3 с частицей устанавливается в оправе ка тубусе микроскопа 5 и может перемещаться в вертикальном и горизонтальном направлениях. Зажим 4 с другой частицей установлен в оправке, которая опирается на упругое тензометрическое кольцо 6. Предварительно протарировав тензоМетрический датчик-, по показаниям вольтметра можно определить силу, сжимающую частицы.

На рис. 9 приведено сопоставление значений коэффициента />' для модельных и металлических гранул в зависимости от коэффициента относительной деформации частиц к^ Расположение экспериментальных точек на графике свидетельствует о том, что значения коэффициента р для металлических и модельных гранул образуют единую зависимость от коэффициента деформации к^ На основании изложенных выше результатов для расчета проводимости дисперсного материала предложены теоретические модели, представленные в таблице 1.

Таблица 1

Модель Ячеечная Цепочечная Агрегатная

Изображение дисперсной системы ш ш ни:, иА:, х = 0 х = 3/8 ¡ = 1 8 > 1 т=1 т=2

Структурный элемент Кубическая ячейка Шаровая гранула

Число элементов на единичной длине п = 1/(2(1о) п=1/с!о

Сопротивление элемента к^ел-кгх)'-5)^ в.

Сопротивление слоя единичной площади Яс-Я^п2 Лсл = Як/пк

Сопротивление столбца единичной длины Кчгг = пК, Иц-бпЯк

Верхняя оценка Рст=Яст/П2 Рст = Кц/Пц

Нижняя оценка Рсл = пКся

Удельное сопротивление Р=(Рст + Рсл)/2

с!о - первоначальный диаметр частицы, х - доля вакантных мест в материале, о - коэффициент извилистости металлической цепочки.

Для подтверждения теоретических результатов были экспериментально исследованы спеченные прессовки различной плотности из порошков молибдена и вольфрама. Сравнение теоретических значений удельной проводимости с экспериментальными для молибденовых образцов представлено на рис. 10.

Экспериментальные данные лежат в диапазоне расчетных значений для неокисленных (кривая 1) и окисленных (кривая 2) образцов. Очевидно, что процесс спекания способствует удалению поверхностных пленок из зоны контакта одиночных гранул, и экспериментальные значения проводимости приближаются к теоретическим для материала с неокисленными гранулами.

Среди композиционных материалов перспективную группу составляют жидкометаллические, которые представляют собой жесткий каркас, пропитанный легкоплавкими эвтектическими сплавами на основе ва, находящимися в жидком состоянии при температурах выше 3°С. На основании проведенных теоретических исследований изготовлены электроконтактные материалы из тугоплавкой матрицы заданной пористости, пропитанной жидко металлическим наполнителем. Расчет удельной проводимости такого материала ос-

нован на описанных выше теоретических моделях. На рис. 11 приведено сравнение теоретических и экспериментальных значений удельных проводи-мостей жидкометаллического композиционного материала МоС!я1п8п2п (кривая 1 - для матрицы без пропитки, кривая 2 - для жидкометаллического материала). Экспериментальные результаты подтверждают возможности предложенной теоретической модели для расчета проводимости композиционного жидкометаллического материала.

М0

15 а!щ

1 12 1.4 16 1.8 а/ао ' 1 13 и 1-6

Рис. 10. Рис.11.

Материалы для электрокоммутирующих устройств часто представляют собой композиционные материалы, содержащие два или более компонента. В связи с этим на основании описанных выше моделей разработана теоретическая методика расчета электрических свойств такого материала на основе свойств составляющих компонентов. Для подтверждения теоретических ре* зультатов были экспериментально определены значения удельного сопротивления образцов двухкомпонентных дисперсных материалов.

р.10"80мм

25

20

13

1 \......г 1 1 1 о СгСи а-0,85

• СгСив-1

км / \ 2

- \ Л

1 1 1 1

р, 10 Омм 10

\ 1 ......1-----Г о МоА.?

- ® ^Си

ф « О

-

1 1

1

02

04

06

0-8 Си

0.2

04

й£ 08 А&Си

Рис. 12.1 — без учета окисных пленок, 2-е учетом окисных пленок.

Сравнение экспериментальных и теоретических значений удельного сопротивления двухкомпонентного материала в зависимости от массового содержания компонентов приведено на рис. 12а. Сравнение с литературными данными приведено на рис.126. Экспериментальные данные подтверждают возможности модели.

В четвертой главе обосновывается возможность форсированич испытаний электроконтактных материалов в условиях электроэрозионного изнашивания, которое является преобладающим видом изнашивания в коммутирующих контактах.

Для сравнительной оценки электроэрозионной износостойкости дисперсных материалов нами разработана установка, параметры которой следующие: частота коммутаций (число циклов включение-выключение) 1 Гц, раствор контакта 5 мм, скорость замыкания (размыкания) примерно 50 мм/с, продолжительность включения 80%, начальное усилие нажатия 0,2 Н, максимальный накопленный заряд - 0,1 Кл. Для гашения вибрации контактов используется специальный фрикционный демпфер, гасящий энергию колебаний за счет трения.

Обоснование возможности форсирования -испытаний электроконтактных материалов на электроэрозионную износостойкость проводилось на типичных электроконтактных материалах - медь, вольфрам, молибден, г также на композиционных материалах медь-хром различного процентного состава.

Для установления причин отказа испытываемых контактов после испытания образцов из композиционного материала медь - хром в условиях олек-троэрозионного изнашивания был проведен сравнительный рентгеноэлек-тронный анализ поверхности в исходном состоянии и после воздействия электрического разряда. Результаты анализа показали, что на поверхности образцов до и после испытаний присутствует значительное количество со единений углерода. Присутствие углерода на поверхности в составе органических соединений объясняется тем, что хром является катализатором: реакции полимеризации углеводородов. После испытаний на поверхности образца увеличилось количество кислорода, что свидетельствует об образовании оксидов. В основном окисляется медь, так как уменьшается концентрация меди и увеличивается концентрация её окисленных форм. Окисления хрома практически не происходит. В процессе электроэрозионного изнашивания происходит увеличение относительного содержания хрома на повер<ности. Таким образом, причиной отказа контакта (потери проводимости) является не только линейный износ контакт-деталей, но и образование на поверхности

контакта непроводящих и плохо проводящих слоев.

При выборе способа форсирования режима испытаний исходили из гипотезы, принятой на основании анализа литературных данных, о том, что одинаковая величина износа соответствует одинаковой величине прошедшего через контакт электрического заряда. В этом случае коэффициент ускорения — = у--, где Л и /„ - сила тока в форсированном и нормальном ре') г»)

жимах соответственно, (I) - средняя сила тока, Ц и /„ - время испытаний в форсированном и нормальном режимах соответственно.

Проверка достоверности результатов форсированных испытаний проводилась по программе, представляющей собой разновидность так называемого метода ступенчатых нагружений. Для каждого материала исследовались три выборки, каждая из которых представляла собой значения наработки до отказа в нормальном, форсированном и ступенчатом режимах испытаний. Испытания в ступенчатом режиме проводились по следующей программе. На основании предварительных экспериментов принималась максимальная наработка Т, по достижении которой испытания прекращались (цензурирование). С помощью ПЭВМ генерировалась последовательность случайных чисел а» равномерно распределенных на интервале 0-И. Испытания под номером / проводились сначала в форсированны режиме в течение времени

Т

затем, если не наступал отказ,

-Ступенчатый -»-Нормалыый

Рис. 13.

70 90 Ь !йп

Форсированный

испытания продолжались в нормальном режиме до наступления отказа или до цензурирования. Ре ¡ультаты испытаний материала Сг80Си20 в виде вероятности безотказной работы в нормальном, форсированном и ступенчатом режимах (последние два - в пересчете на нормальный) представлены на рис. 13.

По полученным значениям вероятности безотказной работы проверялась гипотеза о том, что моменты отказов /,„ и ¡¡ф связаны между собой простейшей линейной зависимостью ?,„ = ку1,ф.

Проверка данной гипотезы эквивалентна проверке статистической гипотезы о принадлежности результатов испытаний в ступенчатом, форсиро-

ванном и нормальном режимах одной генеральной совокупности. Проверка проводилась по различным критериям согласия. В ходе проверки уточнялась величина коэффициента ускорения ку. Для этого методом перебора значений ку на ПЭВМ определялась его величина, соответствующая наилучшей сходимости результатов испытаний в указанных режимах по соответствующему критерию (точнее, по величине уровня значимости). В результате определена величина коэффициента ускорения ку « 25.

Результаты проверки не дают оснований отвергнуть гипотезу о принадлежности результатов испытаний в ступенчатом, форсированном и нормальном режимах одной генеральной совокупности. Таким образом, можно признать результаты форсированных испытаний достоверными.

В пятой главе описаны некоторые практические применения результатов работы. На основании предложенных теоретических моделей разработана инженерная методика расчета удельного электросопротивления дисперсных материалов на основе физико-механических свойств компонентов (в том числе с учетом температуры), представляющая собой макрос для MS Excel. С помощью разработанных критериев произведен выбор оптимального материала каркаса жидкометаллического электроконтактного материала и изготовлен материал MoGalnSnZn с заданным соотношением твердой и -жидкой фаз. Материал нашел применение в устройствах вращения и контроля за спуском приборов в сверхглубоких скважинах, проводимых ОАО НПЦ «Тверьгеофизика», что подтверждено соответствующим актом. С помощью методики форсированных испытаний выбран оптимальный состав двухком-понентного электроконтактного материала медь-хром и доказана его более высокая износостойкость по сравнению с вольфрамом и молибденом. Материал успешно прошел испытания и применяется в контакторах постоянного и переменного тока и быстродействующих автоматических выключателях в локомотивных депо и на дистанциях электроснабжения Московской железной дороги, в ООО НПО «Ремплазма» в релейных блоках коммутации роботизированного комплекса РПН для плазменного напыления, а также в ОАО Тверской завод электроаппаратуры ЭЛТОР, о чем имеются соответствующие акты. Применение данных материалов позволило существенно повысить ресурс электрокоммутирующих устройств.

Основные результаты и выводы:

1. Разработана и экспериментально проверена теоретическая методика расчета фактического и контурного давления в контакте частиц дисперсного материала при прессовании. Методика позволяет прогнозировать размер

площадки контакта, степень деформации частиц, величину пористости в зависимости от усилия прессования. Полученные зависимости представлены в безразмерном виде и не содержат эмпирических констант, поэтом)' достаточно универсальны.

2. Разработаны и экспериментально проверены теоретические модели для расчета электропроводности деформированной частицы дисперсного материала в случае простой кубической (г = 6) и октаэдрической (г = 8) элементарных ячеек, которые позволяют прогнозировать проводимость дисперсного материала в зависимости от его физико-механических свойств и усилия прессования. Для данных моделей показано, что координационное число 7. незначительно влияет на проводимость дисперсного материала, что позволяв! моделировать его в виде простой кубической системы.

3. На оригинальной установке по оригинальной методике (патенты Российской федерации) исследованы процессы электрического и механического разрушения поверхностных пленок в контакте двух частиц дисперсного материала. Установлены критерии разрушения поверхностных пленок при деформации частиц. Показано, что необходимым, но не достаточным условием разрушения поверхностной пленки и возникновения металлического контакта является пластическая деформация частиц. Однако, даже при развитой пластической деформации доля металлического контакта составляет не более 12% от общей доли механического контакта частиц.

4. Разработана и экспериментально проверена физическая модель индивидуального контакта частиц дисперсного материала при наличии поверхностной пленки, которая позволяет прогнозировать проводимость контакта с учетом разрушения последней. Показано, что наличие даже разрушенной поверхностной пленки существенно снижает проводимость прессованного дисперсного материала, поэтому при консолидации дисперсного материала необходимы технологические процессы, в ходе которых происходит удаление поверхностных пленок из зоны контакта, в частности, спекание.

5. Экспериментально показано, что первая стадия процесса консолидации дисперсного материала - прессование - играет не менее важную роль, чем вторая стадия - спекание. Электрическое сопротивление прессованного материала служит диагностическим инструментом, позволяющим контролировать качество заготовки перед спеканием. Если после прессования проводимость прессовки существенно превосходит проводимость монолитного материала, то после спекания это соотношение, как правило, сохраняется.

6. Разработаны и экспериментально проверены теоретические модели

дисперсного материала, в том числе двухкомпонентного и с пропиткой, по зволяющие рассчитать проводимость в зависимости от состава, пористости, наличия вакантных мест и поверхностных пленок на частицах.

7. Предложена методика форсированных-испытаний электроконтактных материалов в условиях электроэрозионного изнашивания, позволяющая в несколько раз сократить продолжительность испытаний.

8. Проведена проверка достоверности методики форсированных испытаний композиционных электроконтактных материалов на электроэрозионную износостойкость по критериям согласия. Проверка подтвердила достоверность результатов форсированных испытаний.

9. С помощью разработанных критериев произведен выбор оптимального материала каркаса жидкометаллического электроконтактного материала и изготовлен материал MoGalnSnZn с заданным соотношением твердой и жидкой фаз. Применение данного электроконтактного материала позволило повысить надежность геофизической аппаратуры для скважинных исследований.

10. С помощью предложенной методики форсированных испытаний выбран оптимальный состав двухкомпонентного электроконтактного материала медь - хром и доказана его более высокая износостойкость по сравнению с вольфрамом и молибденом. Применение данного электроконтактного материала в электрокоммутирующих устройствах позволило существенно повысить ресурс указанных устройств.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Новоселова М.В. Математическое моделирование электрофизических процессов в композиционных материалах / Сб. науч. трудов .молодых ученых ТГТУ. - Тверь, 1998. - С. 93 - 98.

2. Новоселова М. В. Теоретическая модель для расчета электропроводности порошкового материала / Материалы 1 научно-практ. конференции студ. и асп. вузов г. Твери. - Тверь, 1999. - С. 162 - 165.

3. Измайлов В.В., Новоселова М.В. Исследование электромеханических характеристик порошковых материалов / Механика и физика фрикционного контакта: Сб. научн. тр. - Тверь: ТГТУ, 1999. - С.З 8 - 43.

4. Измайлов В.В., Новоселова М.В. Исследование электропроводности индивидуальных контактов частиц порошкового материала / Механика и физика фрикционного контакта: Сб. научн. тр. - Тверь: ТГТУ, 1999. - С.51 - 60.

5. Измайлов В.В., Новоселова М.В. Композиционные материалы для электроконтактных устройств / Материалы III научно - практ. конференции

"Современные технологии в машиностроении - 2000". - Пенза, 2000. - С. 175 -177.

6. Измайлов В.В., Новоселова М.В. Теоретическая модель порошкового материала / Материалы междунар. научно-практич. конференции "Новые материалы и технологии на рубеже веков". - Пенза, 2000. - С. 37 - 39.

7. Измайлов В.В., Новоселова М.В. К расчету усилия прессования дисперсного металлического материала / Механика и физика фрикционного контакта: Сб. научн. тр. - Тверь: ТГТУ, 2000. - С. 17 - 24.

8. Борисов П.А., Измайлов В.В., Новоселова М.В. Экспериментальное исследование разрушения окисных пленок на металлических гранулах / Механика и физика фрикционного контакта: Сб. научн. тр. - Тверь: ТГТУ, 2000. -С. 45-50.

9. Борисов П.А., Новоселова М.В. Исследование типа проводимости единичного контакта гранул порошкового материала / Механика и физика фрикционного контакта: Сб. научн. тр. - Тверь: ТГТУ, 2000. - С. 66 - 70.

Ю.Измайлов В.В., Новоселова М.В. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса уплотнения дисперсных материалов / Материалы научно-практ. конференции "Актуальные проблемы развития машиностроительного комплекса Тверской области". - Тверь, 2001. - С. 75 - 79.

1 ¡.Измайлов В.В., Новоселова М.В. Две модели для расчета удельного электросопротивления дисперсного электрофрикционного материала / Механика и физика фрикционного контакта: Сб. научн. тр. - Тверь: ТГТУ, 2001. -С. 47-56.

12.Измайлов В.В., Новоселова М.В. О значениях координационного числа для дисперсного металлического материала / Механика и физика фрикционного контакта: Сб. научн. тр. - Тверь: ТГТУ, 2001. - С. 75 - 78.

13. Измайлов В.В., Новоселова М.В. Разработка математических и компьютерных моделей композиционных электроконтактных материалов и исследование их характеристик / Научная сессия МИФИ-2002: Сб. научн. тр. -Москва, 2002. - Т.9. - С. 119 - 120.

14.Десятов С.В., Измайлов В.В., Корбачев A.B., Новоселова М.В. Исследование электрической и механической прочности оксидных пленок на электроконтактных материалах / Механика и физика фрикционного контакта: Сб. научн. тр. - Тверь: ТГТУ, 2002. - С. 25 - 29.

15.Гусев А.Ф., Измайлов В.В., Новоселова М.В. Устройство для измерения контактных характеристик гранул дисперсного металлического материала. RU Патент №2181896 С1,2002.

16.Гусев А.Ф., Измайлов В.В., Новоселова М.В. Способ измерения контактных характеристик гранул дисперсного металлического материала. 1Ш Патент №2181896 С1, 2002.

17.Измайлов В.В., Новосёлова М.В. Теоретические модели дисперсного электроконтактного материала для прогнозирования его проводимости / Сб. докладов междунар. конф. "Электрические контакты - 2002". - С.Петербург, 2002. - С. 31 - 36.

18.Измайлов В.В., Новосёлова М.В. Прогнозирование характеристик дисперсных металлических материалов при моделировании процессов их консолидации / Материалы междунар. научно - технич. конф. "Современные технологии, материалы, машины и оборудование". - Могилев, 2002. - С. 182 -183.

19.Измайлов В.В., Новосёлова М.В. Моделирование механических и электрических процессов при консолидации дисперсных материатов. Сообщ.

1. Теоретическое и экспериментальное исследование процессов уплотнения дисперсных материалов / Материалы. Технологии. Инструменты. - Гомель, 2002. - Т.7, № 2. - С. 25 - 29.

20.Измайлов В.В., Новосёлова М.В. Моделирование механических и электрических процессов при консолидации дисперсных материалов. Сообщ.

2. Теоретическая модель для расчета электросопротивления деформированной частицы дисперсного материала / Материалы. Технологии. Инструменты. - Гомель, 2003. - Т.8, №1. - С. 11 - 15.

Подписано к печати М-

Формат бумаги 60x90. 1/16. Объем /,¿6*-Л Заказ Тираж -/ООЭ^Ъ. Типография ВНИИЖТ, 3-я Мытищинская ул.. д. 10

ч'

ч

* "9245

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК КОНСОЛИДИРОВАННОГО ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР.

1.1. Требования к электроконтактным материалам.

1.2. Структурные и плотностные характеристики дисперсных материалов

1.3. Расчет усилия прессования дисперсного материала.

1.4. Влияние процесса спекания на свойства дисперсного материала.

1.4.1. Расчет времени спекания.

1.5. Теоретические модели для расчета электрического сопротивления контакта частиц дисперсного материала.

1.5.1. Сопротивление стягивания тока к пятнам фактического контакта

1.5.2. Сопротивление поверхностных пленок.

1.5.3. Влияние микрогеометрии и процессов деформации на сопротивление контакта единичных гранул.

1.6. Расчет проводимости дисперсного материала.

1.6.1. Теоретические модели для расчета удельной электропроводности материала с несовершенными контактами.

1.6.2. Теоретические модели для расчета удельной электропроводности материала с совершенными контактами.

1.6.3. Применение теории перколяции к расчету удельной электропроводности дисперсного материала.

1.6.4. Электропроводность как инструмент диагностики дисперсного материала.

1.7. Механизмы и закономерности электроэрозионного изнашивания

1.8. Испытания на электроэрозионную износостойкость. Форсирование испытаний.

ГЛАВА 2. РАСЧЕТ УСИЛИЯ ПРЕССОВАНИЯ И ПЛОТНОСТИ (ПОРИСТОСТИ) ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА.

2.1. Модель дисперсного материала.

2.1.1. Экспериментальное исследование наиболее вероятного значения координационного числа для прессованного дисперсного материала

2.1.2. Конфигурация и характеристики деформированной частицы

2.2. Теоретический расчет давления прессования.

2.2.1. Расчет плотности упаковки (пористости) дисперсного материала в зависимости от давления прессования.

2.3. Экспериментальная проверка теоретической модели.

2.3.1. Сравнение теоретических и экспериментальных значений ФКД при прессовании гранулированных материалов.

2.3.2. Сравнение теоретических и экспериментальных значений плотности упаковки при прессовании гранулированных образцов.

2.3.3. Сравнение теоретических и экспериментальных значений плотности упаковки при прессовании порошковых образцов.

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА

3.1. Теоретическая модель для расчета сопротивления деформированной металлической гранулы.

3.1.1. Нижняя и верхняя оценки сопротивления деформированной гранулы

3.1.2. Оценка достоверности теоретического расчета сопротивления деформированной металлической гранулы

3.1.3. Октаэдрическая модель для расчета сопротивления деформированной металлической гранулы.

3.2. Экспериментальное исследование разрушения поверхностных слоев на электроконтактных материалах

3.3. Экспериментальное исследование разрушения поверхностных слоев на частицах дисперсного материала t 3.3.1. Методика измерения переходного сопротивления единичного контакта частиц дисперсного материала

3.3.2. Результаты экспериментов и их обсуждение.

3.3.3. Вольтамперные характеристики индивидуальных контактов и их применение для исследования разрушения окисных пленок на металлических гранулах.

3.4. Исследование влияния окисной пленки на проводимость дисперсного материала на модели гранул.

3.5. Теоретические модели для расчета удельного электросопротивления композиционного материала

3.5.1. Теоретические модели металлической матрицы композиционного материала

3.5.2. Теоретическая модель жидкометаллического композиционного материала

3.5.3. Теоретические модели двухкомпонентного композиционного материала.

3.6. Влияние режимов спекания на электрические свойства дисперсного материала

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО ИЗНАШИВАНИЯ ДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА.

4.1. Экспериментальная установка для исследования электроэрозионного износа дисперсного материала.

4.2. Исследование электроэрозионного изнашивания различных композиционных материалов.

4.3. Рентгеноэлектронный анализ образцов после электроэрозионного изнашивания.

4.4. Корреляция электрических и механических характеристик электроконтактного материала.

4.5. Разработка методики ускоренной оценки электроэрозионной износостойкости электроконтактных материалов

4.5.1. Результаты испытаний в нормальном и форсированном режимах

ГЛАВА 5. НЕКОТОРЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Методика расчета удельного сопротивления композиционного материала

5.2. Композиционные жидкометаллические материалы.

5.3. Двухкомпонентный композиционный материал медь-хром.

Одним из приоритетных направлений развития науки и техники признано создание новых материалов, а к числу критических технологий федерального уровня отнесены энергосберегающие технологии и создание металлов и сплавов со специальными свойствами. В решении данных проблем важнейшая роль принадлежит композиционным материалам, получаемым методами порошковой металлургии. Порошковые технологии не имеют себе равных по энерго- и ресурсосберегающим критериям. Коэффициент использования металла в порошковой металлургии достигает 95%, тогда как при штамповке, например, только 75 - 85%, а при обработке резанием - 40 -50%. Удельные энергозатраты в порошковой металлургии примерно в 1,5 раза меньше, чем при штамповке и в 2 - 3 раза меньше, чем при обработке резанием.

Порошковые технологии незаменимы при изготовлении электроконтактных материалов, которые должны сочетать в себе комплекс противоречивых, порой антагонистических свойств, таких, как высокая проводимость, с одной стороны, и высокая прочность и износостойкость, с другой. Поэтому электротехническая промышленность традиционно является крупным потребителем порошковых композиционных материалов.

При разработке новых композиционных материалов неизбежно приходится решать задачи вариационного типа, поэтому на смену эмпирическим и интуитивным методам приходят теоретические, в том числе с использованием новых возможностей, предоставленных вычислительной техникой.

Возрастающая роль теоретических методов в проектировании композиционных материалов обусловила цель настоящей работы, которая заключается в разработке методик прогнозирования электропроводности и интенсивности изнашивания композиционного электроконтактного материала как необходимого элемента проектирования функциональных материалов с заданными свойствами).

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. разработать модель единичного силового контакта гранул металлического дисперсного материала;

2. разработать модель единичного электрического контакта гранул металлического дисперсного материала;

3. исследовать условия механического и электрического разрушения поверхностных пленок в единичном контакте гранул металлического дисперсного материала;

4. разработать модель дисперсного пористого материала для расчета его электропроводности;

5. обосновать методику форсированных сравнительных испытаний композиционных электроконтактных материалов на электроэрозионную износостойкость;

6. проверить адекватность предложенных моделей. Объект исследования схематично представлен на рис. В.1. Актуальность выбранного направления исследований обусловлена рядом факторов, основные из которых следующие:

- необходимость повышения надежности, экономичности, экологичности и безопасности электротехнического оборудования;

- необходимость снижения материалоемкости электротехнического оборудования за счет применения материалов с заданными свойствами,

- большое количество контактных соединений, используемых практически в любом промышленном энергетическом оборудовании;

- дефицитность и высокая стоимость электротехнических материалов;

- ответственность функций электроконтактных соединений;

- тяжесть последствий аварий, вызванных некачественным электроконтактным соединением.

Объект исследований

Состав

Технологические факторы

Температура Механические Усилие Фракционный Предварительное прессования свойства компонентов прессования состав уплотнение

Степень деформации гранул Средний размер контактной площадки Средний размер металл ич еского пятна Число металлических пятен

Параметры единичного контакта

Пористость (относительная плотность) Число и размер вакансий

Параметры дисперсного материала 1 оо

Прочность дисперсного материала

Проводимость единичного контакта Проводимость дисперсного материала

Качество дисперсного электроконтактного материала

Рис. В.1. Объект исследования

Основные результаты и выводы

1. Разработана и экспериментально проверена теоретическая методика расчета фактического и контурного давления в контакте частиц дисперсного материала при прессовании. Методика позволяет прогнозировать размер площадки контакта, степень деформации частиц, величину пористости в зависимости от усилия прессования. Полученные зависимости представлены в безразмерном виде и не содержат эмпирических констант, поэтому достаточно универсальны.

2. Разработаны и экспериментально проверены теоретические модели для расчета электропроводности деформированной частицы дисперсного материала в случае простой кубической (z = 6) и октаэдрической (z = 8) элементарных ячеек, которые позволяют прогнозировать проводимость дисперсного материала в зависимости от его физико-механических свойств и усилия прессования. Для данных моделей показано, что координационное число z незначительно влияет на проводимость дисперсного материала, что позволяет моделировать его в виде простой кубической системы.

3. На оригинальной установке по оригинальной методике (патенты Российской федерации) исследованы процессы электрического и механического разрушения поверхностных пленок в контакте двух частиц дисперсного материала. Установлены критерии разрушения поверхностных пленок при деформации частиц. Показано, что необходимым, но не достаточным условием разрушения поверхностной пленки и возникновения металлического контакта является пластическая деформация частиц. Однако, даже при развитой пластической деформации доля металлического контакта составляет не более 12% от общей доли механического контакта частиц.

4. Разработана и экспериментально проверена физическая модель индивидуального контакта частиц дисперсного материала при наличии поверхностной пленки, которая позволяет прогнозировать проводимость контакта с учетом разрушения последней. Показано, что наличие даже разрушенной поверхностной пленки существенно снижает проводимость прессованного дисперсного материала, поэтому при консолидации дисперсного материала необходимы технологические процессы, в ходе которых происходит удаление поверхностных пленок из зоны контакта, в частности, спекание.

5. Экспериментально показано, что первая стадия процесса консолидации дисперсного материала - прессование - играет не менее важную роль, чем вторая стадия - спекание. Электрическое сопротивление прессованного материала служит диагностическим инструментом, позволяющим контролировать качество заготовки перед спеканием. Если после прессования проводимость прессовки существенно превосходит проводимость монолитного материала, то после спекания это соотношение, как правило, сохраняется.

6. Разработаны и экспериментально проверены теоретические модели дисперсного материала, в том числе двухкомпонентного и с пропиткой, позволяющие рассчитать проводимость в зависимости от состава, пористости, наличия вакантных мест и поверхностных пленок на частицах.

7. Предложена методика форсированных испытаний электроконтактных материалов в условиях электроэрозионного изнашивания, позволяющая в несколько раз сократить продолжительность испытаний.

8. Проведена проверка достоверности методики форсированных испытаний композиционных электроконтактных материалов на электроэрозионную износостойкость по критериям согласия. Проверка подтвердила достоверность результатов форсированных испытаний.

9. С помощью разработанных критериев произведен выбор оптимального материала каркаса жидкометаллического электроконтактного материала и изготовлен материал MoGalnSnZn с заданным соотношением твердой и жидкой фаз. Применение данного электроконтактного материала позволило повысить надежность геофизической аппаратуры для скважинных исследований.

10. С помощью предложенной методики форсированных испытаний выбран оптимальный состав двухкомпонентного электроконтактного материала медь - хром и доказана его более высокая износостойкость по сравнению с вольфрамом и молибденом. Применение данного электроконтактного материала в электрокоммутирующих устройствах, в том числе тяговых подстанций железнодорожного электрического транспорта, позволило существенно повысить ресурс указанных устройств.

1. Айнбиндер С.Б. Холодная сварка металлов. Рига: изд. АН Латв. ССР, 1957. - 162 с.

2. Алюшин Ю. А., Еленев С. А. Применение энергетического метода для расчета и анализа процессов пластического формоизменения металлов // Исследования процессов пластической деформации металлов: Сб. науч. тр. -М.: Наука, 1965.-С. 106-133.

3. Андриевский Р.А. Введение в порошковую металлургию. Фрунзе: Илим, 1988. - 172 с.

4. Андриевский Р.А. Порошковое материаловедение. М.: Металлургия, 1991.-205 с.

5. Аронов И.З., Бурдасов Е.И. Оценка надежности по результатам сокращенных испытаний. М.: изд. Стандартов, 1987. - 184 с.

6. Асламазов Л.Г., Варламов А.А. Удивительная физика. М.: Наука, 1988. - 160 с.

7. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. М.: Высшая школа, 1978. - 319 с.

8. Балыпин М. Ю., Кипарисов С. С. Основы порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1978. - 184 с.

9. Ю.Берент В.Я. Процессы взаимодействия токосъемных элементов электроподвижного состава и контактного провода, материалы и прогрессивные технологии их изготовления: Автореферат дисс. . д-ра техн. наук. М.: 1996.-45 с.

10. П.Беркович И. И., Виноградова Т. М., Гузман М. И., Рыжакова М.В.

11. Определение предела текучести дисперсных металлических материалов // Фрикционный контакт деталей машин. -1989.-С. 113-115.

12. Беркович И.И. Фрикционное взаимодействие дисперсных материалов с твердой поверхностью. 1. Расчет характеристик контакта и вопросы методологии фрикционных испытаний // Трение и износ. 1995. - Т. 16. - №6. -С. 1079-1097.

13. Беркович И.И. Фрикционное взаимодействие дисперсных материалов с твердой поверхностью. 2. Экспериментальные исследования характеристик фрикционного контакта и примеры решения практических задач // Трение и износ. 1995. - Т. 16. - №6.

14. Болыпев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. -М.: Наука, 1983.-416 с.

15. Борисов В.В. Особенности дуговых процессов на контактах из дуго-стойких композиций в разных средах. Материалы Междунар. конфер. "Электрические контакты. 28-29 мая 1996 г.". Санкт-Петербург, 1996. - С. 7-8.

16. Бородулин В.Н., Светлаков В.И. Влияние поверхностных пленок на вольтамперные характеристики слаботочных контактов // Материалы и элементы электронной техники и электротехники: Сб. научн. тр. №103. М.: Моск. энерг. ин-т, 1986. - С. 77-82.

17. Браун Э.Д., Евдокимов Ю.А., Чичинадзе А.В. Моделирование трения и изнашивания в машинах. М.: Машиностроение, 1982. - 191 с.

18. Буланов В.Я., Небольсинов В.Н. Прогнозирование свойств спеченных материалов. М.: Наука, 1981. - 152 с.

19. Буткевич Г.В., Белкин Г.С. Электрическая эрозия сильноточных контактов и электродов. М.: Энергия, 1978.

20. Буше Н.А., Копытько В.В. Совместимость трущихся поверхностей. -М.: Наука, 1981.- 128 с.

21. Вейс А.И., Игнатьева В.Б., Чернов Б.Г., Шалабутов Ю.К. Электропроводность огнеупорных оксидов системы Mg0-A1203 // Огнеупоры.1983,-№6.-С. 18-19.

22. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1964. - 576 с.

23. Волошин В.П., Медведев Н.Н., Фенелонов В.Б., Парман В.Н. Исследование структуры пор в компьютерных моделях плотных и рыхлых упаковок сферических частиц // Журнал структурной химии. 1999. - Т.40. - №4.

24. Воробьев Г.А., Мухачев В.А. Пробой тонких диэлектрических пленок. М.: Сов. радио, 1977. - 72 с.

25. Воробьев Ю.В., Добровольский В.Н., Стриха В.И. Методы исследования полупроводников. Киев: Выща школа, 1988. - 232с.

26. ГОСТ 16504-81. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения. М.: Изд. Стандартов, 1987. - 28 с.

27. ГОСТ 23.002-78. Обеспечение износостойкости изделий. Трение, изнашивание, смазка. Термины и определения. М.: изд. Стандартов, 1985. -14 с.

28. ГОСТ 23.205-79. Обеспечение износостойкости изделий. Ускоренные ресурсные испытания с периодическим форсированием режима. М.: изд. Стандартов, 1979. - 10 с.

29. ГОСТ 24606.6-83. Изделия коммутационные, установочные и соединители электрические. Метод проверки работоспособности в цепях с низким уровнем сигнала. М.: изд. Стандартов, 1984. - 4 с.

30. ГОСТ 25188-82. Контакт-детали электрические. Метод определения эрозионной стойкости в электродуговом режиме. М.: Изд. Стандартов, 1982. -6 с.

31. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: изд. Стандартов, 1989. - 37 с.

32. ГОСТ 2933-83. Аппараты электрические низковольтные. Методы испытаний. М.: изд. Стандартов, 1983. - 36 с.

33. Гегузин Я.Е. Физика спекания. М.: Наука, 1984. - 312 с.

34. Гич Г.А. Теория спекания //Успехи физики металлов: Сб. статей.

35. М.: Металлургиздат, 1956. С. 120-154.

36. Горячева З.В. Спеченные материалы, их свойства и применение. -М.: Металлургия, 1979. 72 с.

37. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984.-306 с.

38. Грин А.П. Трение между несмазанными металлами; теоретический анализ модели металлического соединения. Машиностроение, 1955. - № 8. -С. 56-69.

39. Гринвуд Дж.А., Тейбор Д. Деформация металлических соединений, образовавшихся при трении. Машиностроение, 1956. - №4. - С. 49-59.

40. Громыко Г.Л. Статистика. М.: изд. Моск. Ун-та, 1981. - 408 с.

41. Гусев А.Ф., Измайлов В.В., Новоселова М.В. Способ измерения контактных характеристик гранул дисперсного металлического материала. Патент RU 2181897 С1, 2002.

42. Гусев А.Ф., Измайлов В.В., Новоселова М.В. Устройство для измерения контактных характеристик гранул дисперсного металлического материала. Патент RU 2181896 С1, 2002.

43. Дегтярь В.Г. Жидкометаллические контакты и контактные устройства в современных условиях / Сб. докладов Международной конф. «Электрические контакты 2002», С.-Петербург, 22-25 мая 2002 г. - С.-Пб., 2002. -с. 166 - 172.

44. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука, 1970. - 227 с.

45. Демкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин. М.: Машиностроение, 1981. - 244 с.

46. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. М.: Мир, 1989.- 510 с.

47. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике. Методы обработки данных. М.: Мир, 1980. - 516 с.

48. Дзекцер Н.Н., Висленев Ю.С. Многоамперные контактные соединения. Л.: Энергоатомиздат, 1987. - 128 с.

49. Дорожкин Н.Н., Миронов В.А., Верещагин В.А., Кот А.А. Электрофизические методы получения покрытий из металлических порошков. Рига: Зинатне, 1985. - 131 с.

50. Друянов Б.А., Непершин Р.И. Теория технологической пластичности. М.: Машиностроение, 1990. - 272 с.

51. Дубинский И.М. Эксплуатация электрических соединений в условиях горных предприятий. М.: Недра, 1985. - 72 с.

52. Дулин В.А. Методы ускоренной оценки относительной износоустойчивости материалов для электрических контактов // Сильноточные контакты. -Киев: Наукова думка, 1970. С. 131-138.

53. Измайлов В.В. К разработке инженерной методики расчета электрического сопротивления контакта шероховатых поверхностей // Механика и физика контактного взаимодействия. Сб. научн. трудов. Калинин: КГУ. -1985. - С. 82-90.

54. Измайлов В.В. Разработка теоретических основ методик расчетов фрикционных и электрических характеристик токопроводящих узлов трения: Автореферат дисс. . докт.техн. наук. М.: 1995. - 40 с.

55. Измайлов В.В., Судаков А.Г. Расчет удельного сопротивления двухкомпонентного композиционного материала // Механика и физика фрикционного контакта: Межвуз. сб. научн. тр. Тверь: ТГТУ, 1999. - С. 39-44.

56. Иоссель Ю.Я., Кочанов Э.С., Струнский М.Г. Расчет электрической емкости. Л.: Энергоатомиздат, 1981.

57. Кадушников P.M., Бекетов А.Р. Геометрическое моделирование структуры полидисперсных материалов // Порошковая металлургия. 1989. -№10.

58. Кадушников P.M., Скороход В.В., Каменин И.Г., Алиевский В.М., Нурканов Е.Ю., Алиевский Д.М. Компьютерное моделирование спекания сферических частиц II Порошковая металлургия. 2001. - №3/4. - С. 71-82.

59. Карасик И.И. Прирабатываемость, закономерности и методы оценки влияния приработки и изнашивания на триботехнические характеристики опор скольжения: Автореферат дисс. . докт. техн. наук. Киев, 1983. 36 с.

60. Кипарисов С. С., Либенсон Г. А. Порошковая металлургия. М.: Металлургия, 1980. - 496 с.

61. Кислый П.С., Кузенкова М.А. Спекание тугоплавких соединений. -Киев: Наукова думка, 1980. 168 с.

62. Кончиц В.В., Мешков В.В., Мышкин Н.К. Триботехника электрических контактов. Минск: Наука и техника, 1986. - 256 с.

63. Косторнов А.Г., Клименко В.Н., Безымянный Ю.Г., Боровик В.Г. Исследование межчастичных контактов в поричстых волокновых материалах из меди на ранних этапах спекания // Порошковая металлургия. 1999. -№9/10.-С. 13-17.

64. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.

65. Красулин Ю.Л., Баринов С.М., Иванов B.C. Структура и разрушениематериалов из порошков тугоплавких соединений. М.: Наука, 1985. - 148 с.

66. Крючков Ю.Н. Анализ структурных параметров уплотненных пористых материалов. 1. Уплотнение прессованием // Порошковая металлургия. 1999.-№5/6.-С. 106-110.

67. Крючков Ю.Н. Оценка структурного совершенства пористых материалов // Порошковая металлургия. 1996. - №3/4. - С. 81-84.

68. Крючков Ю.Н. Пористая структура керамических материалов из монодисперсных порошков // Стекло и керамика. 1994. - №5/6. - С. 33-35.

69. Крючков Ю.Н., Чернышев Л.И., Лунин Л.Е. Прогнозирование электропроводности бипористых порошковых материалов // Порошковая металлургия. 2000. - №3/4. - С. 67-70.

70. Ланков А.А. Твердость упрочняющихся упругопластических материалов в процессе деформирования // Трение и износ. 1994. - Т. 15. - №2. - С. 282-294.

71. Ланков А.А., Миронов В.А. Упругость, упругопластичность, пластичность в конструкционных средах. Тверь: ТГТУ, 1997. - 132 с.

72. Лаптев A.M., Ульянов А.Н. Деформирование сферических частиц при уплотнении идеализированного пористого материала // Порошковая металлургия. 1984. - №3, №4.

73. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, - 1988.

74. Мамхегов М.А. Электродинамическое изнашивание в электромеханических системах: Автореф. дисс. . докт. техн. наук. -М.: 1996. -46 с.

75. Мальцев И.М., Баранов В.А. Установка для электроимпульсного спекания порошков под давлением. // Порошковая металлургия. 2000. -№1/2.-С. 125-128.

76. Мещеряков В.П., Самойлов В.В., Акачев С.А., Благороднова Ю.В. Методика расчета эрозии контактов низковольтных выключателей при токах короткого замыкания. Материалы Междунар. конфер. "Электрические контакты." Санкт-Петербург, 2002. - С. 117-121.

77. Минакова Р.В. Электроды-инструменты из порошковых композиционных материалов. Особенности износа и пути оптимизации свойств. //Электрические контакты. Пути повышения качества и надежности: Сб. научи. тр. Киев: ИПМ АН УССР, 1987. - С. 130-142.

78. Морохов И. Д., Трусов Л. И., Лаповок В. Н. Физические явления в ультрадисперсных средах. М.: Энергоатоиздат, 1984. - 224 с.

79. Надежность в технике. Ускоренные испытания. Основные положения / Методические указания ГОССТАНДАРТА РД 50-424-83. М.: изд. Стандартов, 1984. - 12 с.

80. Надежность технических систем: Справочник / Ю.К. Белов, В.А. Богатырев, В.В. Болотин и др. М.: Радио и связь, 1985. - 608 с.

81. Намитоков К.К. Электроэрозионные явления. М.: Энергия, 1978.456 с.

82. Некрасов С.А. Сопротивление стягивания многоточечного контакта //Изв. ВУЗов. Электромеханика. 1986. -N3. - С. 13-17.

83. Нетягов П.Д., Измайлов В.В. Упругопластический контакт единичной неровности // Изв. вузов. Машиностроение. - 1975. - № 5. - С. 16-20.

84. Об ускоренной оценке относительной износостойкости контактов при включении тока /Л.В.Вяткин, Н.М.Машков, В.В.Стрижова, А.И.Баранов //Электрические контакты. Пути повышения качества и надежности: Сб. научи. тр. Киев: ИПМ АН УССР, 1987. - С. 57 - 66.

85. Окисление металлов / под ред. Ж. Бенара. М.: Металлургия, 1969. -т. II. - 444 с.

86. Основные механизмы переноса носителей заряда в пленочных системах / М.Н. Елинсон, Г.В. Степанов, П.И. Перов, В.И. Покалякин // Вопросы пленочной электроники. Сб. тр. М.: Сов. радио. - 1966. - С.5-81.

87. Павлов В.А., Кипарисов С.С., Щербина В.В. Обработка давлением порошков цветных металлов. М.: Металлургия, 1977. - 176 с.

88. Переверзев Е.С. Надежность и испытания технических систем. Киев: Наукова думка, 1990. - 328 с.

89. Поллард Дж. Справочник по вычислительным методам статистики. -М.: Финансы и статистика, 1982. 344 с.

90. Попильский Р. Я., Кондрашев Ф. В. Прессование керамических порошков. М.: Металлургия, 1968. - 272 с.

91. Пористые проницаемые материалы: Справочник / Под ред. С.В. Белого. М.: Металлургия. - 1987. - 335с.

92. Порошковая металлургия. Материалы, технология, свойства, области применения: Справочник / И.М. Федорченко, И.Н. Францевич, И.Д. Радо-мысельский и др. Киев: Наук. Думка. - 1985. - 624 с.

93. Пранч А.С. Сдвиг в неоднородных средах. Рига: Зинатне, 1982.109 с.

94. РД 50-424-83. Надежность в технике. Ускоренные испытания. Основные положения: Методические указания. -М.: изд. Стандартов, 1984. 12 с.

95. Райченко А.И., Истомина Т.И., Троян И.А. Спекание порошков при наложении электрического тока и периодических механических импульсов // Порошковая металлургия. 2000. - №3/4. - С. 105-109.

96. Ребиндер П.А., Щукин Е.Д., Марголис Л.Я. // ДАН СССР. 1964. Т. - 154.-С. 695.

97. Роман О.В., Скороход В.В., Фридман Г.Р. Ультразвуковой и ре-зистометрический контроль в порошковой металлургии. Мн.: Выш. шк., 1989.-182 с.

98. Свириденок А.И., Чижик С.А., Петроковец М.И. Механика дискретного фрикционного контакта. Мн.: Навука i тэхнка, 1990. - 272 с.

99. Свойства элементов: Справ, изд. / Под ред. Дрица М.Е. М.: Металлургия, 1985. - 672 с.

100. Скороход В.В. Некоторые физические свойства высокопористыхтел. //Порошковая металлургия. 1967. - №6. - С. 33-38.

101. Скороход В.В. Реологические основы теории спекания. Киев: Наукова думка, 1972. - 151 с.

102. Скороход В.В., Гетьман О.И. Зуев А.Е., Ракитин С.П. Взаимосвязь между дисперсностью порошков, размерами пор и пористой структурой спеченного вольфрама // Порошковая металлургия. 1988. - №12. - С. 2331.

103. Скороход В.В., Солонин Ю.М., Уварова И.Н. Химические, диффузионные и реологические процессы в технологии порошковых материалов.- Киев: Наукова думка, 1990. 248 с.

104. Смирнов Н.В., Дунин-Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1969.-511 с.

105. Справочник по расчету и конструированию контактных частей сильноточных аппаратов / Н.М. Адоньев, В.А. Афанасьев, В.В. Борисов и др.- JI.: Энергоатомиздат, 1988. 384 с.

106. Степаненко А.В., Исаевич JI.A., Карлан В.Е. Обработка давлением порошковых сред. Мн.: Новука тэхшка, 1993. - 167 с.

107. Стрелов К.К., Кащеев И.Д. Теоретические основы технологии огнеупорных материалов, 1996. 608 с.

108. Таев И.С. Электрические аппараты. М.: Энергия, 1977. - 272 с.

109. Теоретические основы ковки и горячей объемной штамповки / Е.М. Макушок, А.С. Матусевич, В.П. Северденко, В.М. Сегал. Минск: Наука и техника, 1968. - 408 с.

110. Теория электрических аппаратов / Под ред. Г.Н. Александрова. -М.: Высшая школа, 1985.

111. Технология тонких пленок: Справочник. Т.2. М.: Сов.радио, 1977.-768 с.

112. Толочко Н.К., Михайлов В.Б., Мозжаров С.Е.,Соболенко Н.В.,

113. Ядройцев И.А. Кинетика образования межчастичных контактов при лазерном спекании двухкомпонентных порошков. // Порошковая металлургия. 1999. -№5/6.-С. 37-41.

114. Томленов А.Д. Теория пластического деформирования металлов. М.: Меиаллургия, 1972. - 408 с.

115. Урьев Н. Б. Высококонцентрированные дисперсные системы. -М.: Химия, 1980.-319 с.

116. Урьев Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов. М.: Химия, 1988. - 256 с.

117. Ускоренные испытания на надежность технических систем / Материалы Первой Всесоюзной конференции по методам ускоренных испытаний. М.: изд. Стандартов. - 1974. - 232 с.

118. Федорченко И.М., Пугина Л.И. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. Киев: Наук, думка, 1980. - 404 с.

119. Федюнин В.Н., Язынин В.И. К построению физической теории надежности // Ускоренные испытания на надежность технических систем: Материалы Первой Всесоюзной конференции по методам ускоренных испытаний. М.: изд. Стандартов, 1974. - С. 53-59.

120. Фролов Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 1982. - 400 с.

121. Хольм Р. Электрические контакты. М.: Изд. иностр. лит-ры, 1961.-464 с.

122. Чичинадзе А.В., Мышкин Н.К. Трение и износ электрических контактов // Трение, изнашивание и смазка. Справочник. Кн.2. М.: Машиностроение, 1979.- С. 334-349.

123. Шабанов А.А., Хамидуллин P.P. Контактные устройства для контроля изделий микроэлектроники. М.: Радио и связь, 1985. - 128 с.

124. Шкловский Б.И., Эфрос Л.А. Теория протекания и проводимость сильно неоднородных сред // Усп. физ. наук. 1975. - 117, №3. - С. 401-407.

125. Этин А.О. Контактные материалы для электрической коммутационной аппаратуры. М.: ЦИНТИПриборэлектропром, 1963. - 40 с.

126. Яглом И. М. Проблема тринадцати шаров. Киев: Вища школа, 1975.- 175 с.

127. Яхнин Е.Д. О связи прочности дисперсных структур с силами взаимодействия между структурообразующими частицами и их упаковкой // Коллоидный журнал. 1998. - Т. 60. - №5. - С. 717-720.

128. Arzt Е. The influence of an increasing particle coordination on the densification of spherical powders // Acta Metallurgica. 1982. 30. - №10. - P. 1883-1890.

129. Childs T.H.C. The persistance of asperities in indentation experiments //Wear. 1973.-V. 25.-P. 3-16.

130. Demkin N.B., Izmailov V.V. Plastic contact under high normal pressure // Wear. 1975. - V. 31. - P. 391-402.

131. Greenwood J.A. Constriction resistance and the real area of contact // Brit. J. Appl. Physics. 1966. - V. 17. - P. 1621-1631.

132. Greenwood J.A., Williamson J.B.P. Contact of nominally flat surfaces // Proc. Roy. Soc. 1966. V. A295. - N1442. - P. 300-319.

133. Guyetand A. Contribution a l'etude des contacts electriques sepa-rables: synthese bibliographique // Revue General de l'Electricite. 1974. - T. 83. Nl.-P. 3-26.

134. Harada S., Мало K. The effect of surface roughness on contact resistance // Electrical Contacts 1967: Proc. of the Engineering Seminar on Electric Contact Phenomena. Chicago. 1967. - P. 47-52.

135. Holm R. Electric contacts. Berlin/Heidelberg/New York: Springer Verlag, 1967. - 484 p.

136. Jernot J.P., Chermant J.L., Coster H. A new model to describe the variation of electrical conductivity of materials sintered in solid phase // Physica Status Solidi. Ser. A. 1982. - V. 74. - № 2. - P. 475-483.

137. Johnson K.L. The correlation of indentation experiments // J. Mech. Phys. Solids. 1970. - V. 18. - P. 115-126.

138. Kamenin I.G., Kadushnikov R.M., Alievsky V.M., Alievsky D.M., Somina S.V. 3-dimentional structure-imitation model of evolution of microstruc-ture of powder body during sintering // Textures and Microstructures. 1999. -V.32.-PP. 221-223.

139. Klimenko V.N., Kostornov A.G., Kamyshenko A.A. The electrical conductivity of the fibrous porous body with imperfect interparticle contacts // International Conference "Advanced materials". Symp. A: Abstracts. Kiev, 1999. -P.20.

140. Lockett F.J. Indentation of a rigid/plastic material by a conical in-denter // J. Mech. Phys. Solids. 1963. - v. 11. - p. 345-355.

141. McBride J.W., Sharkh S.M. Arc voltage fluctuations at low current //Proceedings of the International Symposium on Electrical Contacts, Theory and Applications ISECTA'93. June 21-25, 1993. Almaty, Kazakhstan, 1993. p. 5359.

142. Osias J.R., Tripp J.H. Mechanical disruption of surface films on metals // Wear. 1966. - V.9. - N4. - P. 338-397.

143. Powell M. J. // Phys. Rev. 1979. - V. 20. - № 10. - P. 4194.

144. Reininghaus U. Electrode materials and their switching characteristics in high vacuum // Elektrische Kontakte: Vortrage auf der 11 internationalen Таgung iiber elektrische Kontakte. Berlin, 7-11 Juni 1982. Berlin:VDE-Verlag GmbH, 1982. S. 309-313.

145. Richmond O., Morrison H.L., Devenpeck M.L. Sphere indentation with application to the Brinell hardness test. Int. J. Mech. Sci. 1974. - v. 16. - P. 75-82.

146. Stevens A.J. Test used for the preliminary classification of medium duty contact materials // Elektrische Kontakte: Vortrage auf der 11 internationalen Tagung iiber elektrische Kontakte. Berlin, 7-11 Juni 1982. Berlin:VDE-Verlag GmbH, 1982. S. 22-26.

147. Tamai T. Electrical conduction mechanisms of electric contact covered with contaminant films // Surface contamination: genesis, detection and control. v.2. N.Y. London: Plenum Press, 1979. - P. 967-981.

148. Uppal A.H., Probert S.D. Mean separation and real contact area between surfaces pressed together under high static loads // Wear, 1973. V. 23. - P. 39-53.

149. Williamson J.B.P., Hunt R.T. Asperity persistance and the real area of contact between rough surfaces // Proc. Roy. Soc. 1972. - V. A327. - P. 147-157.К