3.2. Опыт 1 - проверка модели смеси двух порошков
Цель: проверка модели образования армирующих нитей. Данные исходных компонентов:
Порошок меди: тип - гидролизный, средний размер частиц - 40 мкм. Порошок фторопласта: тип фторопласт-4, средний размер частиц - 40 мкм.
3.2.1.
Теоретическая часть Энергию необходимую для расплавления 1 нити рассчитаем по формуле (3.18). Это количество теплоты рассматриваемой нити необходимо сообщить каким-либо путем - например путем пропускания электрического тока. Количество теплоты, выделяемое электрическим током в проводнике, рассчитывается согласно закона Джоуля - Ленца. По сути, необходимое количество теплоты является энергией W которая необратима преобразуется за время t в объеме проводника из электрической формы в тепловую.При выборе источника тока необходимо учитывать следующие пункты:
доступность;
т.к. в качестве матрицы используется фторопласт обладающий температурой разложения (413°С) значительно меньше чем температура плавления
меди (1084,5°С), то становится критична скорость нагрева - при невысокой скорости нагрева масса разложившегося фторопласта будет слишком велика.
С учетом этих требований можно предложить в качестве источника тока батарею конденсаторов необходимой емкости, т.к. при обеспечении небольшого сопротивления всей цепи время разряда конденсаторов будет очень малым.
При выборе конденсатора необходимо помнить, что для быстрого разряда конденсатора необходимо иметь как можно меньшее значение т = CR, т.е. предпочтительным будет конденсатор с меньшей емкостью, но с большим ^ допустимым напряжением. Минимальное время разряда конденсатора необходимо для того, что бы минимизировать нагрев фторопласта и, соответственно, пренебречь потерями теплоты на нагрев фторопласта в расчетах.
Таким образом, для длины нити L=2 мм - 2 * 10"3ми диаметра D = 40 * 10'6 м получим по формуле (3.19):
W =0,0047728 Дж.
При 30 процентах медного порошка количество нитей составит для формы диаметром 9 мм N ~ 5200 шт. Соответственно общая необходимая энергия W = 25 Дж, при этом напряжение на конденсаторе емкостью 15 мФ должно составлять 57 В.