SU1744133A1 - Способ зажигани экзотермической шихты - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к способам зажигани  экзотермических смесей. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей при одновременном обеспечении стабильности и надежности процесса зажигани . Согласно способу к шихте подвод т посто нное напр жение 36-400 В в течение 0,1 - 20 с с последующим наложением на посто нное электрическое поле повтор ющихс  разр дов высокого напр жени  с частотой следовани  не менее 1 Гц, причем шихту уплотн ют до относительной плотности не, более OJ. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к порошковой металлургии, в частности к способам инициировани  экзотермической шихты с последующим получением изделий или нанесением покрытий по технологи м самораспростран ющегос  высокотемпературного синтеза.

Известен способ зажигани  экзотермической шихты поджигающим составом.

Недостатком этого способа  вл етс  то, что поджигающие шихты, име  порог начала горени  значительно ниже порога начала горени  экзотермической шихты,  вл ютс  пожароопасными продуктами. Кроме того, дл  зажигани  поджигающей шихты требуетс  в свою очередь дополнительное средство зажигани .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ инициировани  процесса горени  высоковольтным разр дом над шихтой, осуществл емый через диэлектрисл С

ческую прокладку, регулирующую напр жение пробо .

Однако данный способ характеризуетс  недостаточной надежностью и стабильностью процесса инициировани . Отсутствие инициировани  может быть обусловлено попаданием частиц электропроводной шихты в зазоры между электродом и шихтой или на диэлектрическую прокладку. Наличие разовых сменных элементов (прокладки и электрода) нар ду с измен ющимис  характеристиками шихты (например, влажность) привод т к невоспроизводимости и недостаточной стабильности процесса инициировани . Данный способ не дэет стабильного инициировани  процесса горени  шихты, спрессованной предварительной в виде таблеток до относительной плотности не более 0,7,

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей при одновремен-ч

4 4

СА) GO

|

ном обеспечении стабильности и надежности процесса зажигани .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу зажигани  экзотермической шихты, включающему уплотнение шихты , подведение к поверхности шихты электродов, пропускание электрического разр да между электродами, шихту предварительно прогревают путем подвода посто нного напр жени  36 - 400 В в течение 0,1 - 20 с с последующим наложением на посто нное электрическое поле повтор ющихс  разр дов высокого напр жени  с частотой следовани  не менее 1 Гц. Шихту уплотн ют до относительной плотности не более 0,7.

Сущность изобретени  заключаетс  в воздействии на шихту двух процессов, привод щих к ее воспламенению: омического нагрева и высоковольтного разр да. Приложенное к шихте посто нное напр жение вызывает прогрев и частичное спекание частиц экзотермической шихты, расположенных на пути между зажигающими электродами , что приводит к резкому падению электросопротивлени  и соответствующего роста мощности локального тепловыделени . Разр д высокого напр жени  ионизирует воздух в порах шихты, большей частью в местах локального разогрева, что также существенно снижает электропроводность и еще больше увеличивает мощность тепловыделени  в данном месте. При совместном действии обоих процессов количество выдел ющегос  джоулевого тепла возрастает, причем из-за повтор ющихс  разр дов с частотой не менее 1 Гц оно приобретает лавинообразный характер, что приводит к воспламенению шихты.

Соединение двух процессов, привод щих к воспламенению шихты, обеспечивает надежность и стабильность процесса инициировани  шихт различного химического состава, отличающихс  друг от друга некоторым разбросом свойств.

Врем  воздействи  посто нного электрического пол  менее 0,1 с не Дает заметного эффекта: частички шихты не успевают прогретьс  и спечьс . Врем  воздействи  более 20 с уже не приводит к росту эффективности способа, но требует более сложного и дорогосто щего оборудовани  дл  своей реализации.

Воздействие напр жени  менее 36 В не позвол ет развить необходимую силу тока дл  прогрева частиц из-за наличи  теплопо- терь в окружающую среду. Напр жение выше 400 В приводит к пробою изол ции широко известных высоковольтных транс- Форматоров и дальнейшее его увеличение

требует дополнительных затрат, не увеличива  эффективность способа.

При частоте следовани  высоковольтных импульсов менее 1 Гц эффективность

поддержани  посто нной ионизации газа в порах шихты недостаточна, что снижает надежность и стабильность процесса инициировани .

Предлагаемый способ позвол ет иници0 ировать шихты различного химического состава и с различным тепловым эффектом взаимодействи  как в виде порошка, так и в виде таблеток. Способ может быть использован в различных устройствах, реализую5 щих технологии СВС, допускает многократное использование, в св зи с чем удобен дл  создани  высокопроизводительных автоматизированных линий.

Примеры 1-10. 30 г предварительно

0 перемешанной экзотермической шихты, содержащей Т1:С:1М1 в массовом соотношении 56:14:30, насыпают в кварцевый стаканчик. Оба запальных электрода подвод т к поверхности шихты и прикладывают посто нное

5 напр жение 400 В. Через 0,1 с подают серию повтор ющихс  с частотой 10 Гц высоковольтных разр дов напр жением 20 кВ до момента зажигани  шихты.

Во всех дес ти примерах зажигание

0 происходит безотказно.

Примеры 11- 20. В услови х примеров 1 - 10 к диэлектрической прокладке на поверхности шихты подвод т электрод прототипа и подают разр д высокого

5 напр жени  20 кВ.

Процент срабатывани  указан в таблице .

Примеры 21-30. В услови х примеров 1-10 шихту предварительно уп0 лотн ют до относительной плотности 0,6, к электродам подают напр жение 100 В в течение 1 с, а затем - серию повтор ющихс  высоковольтных разр дов напр жением 10 кВ с частотой 10 Гц до момента зажигани .

5 Процент срабатывани  указан в таблице .

Примеры 31 - 40. В услови х примеров 21 - 30 к диэлектрической прокладке на поверхности предварительно

0 спрессованной шихты подвод т электрод по прототипу и подают разр д высокого напр жени  18 кВ.

Примеры 41 - 50. В услови х примеров 1-10 шихту предварительно уп5 лотн ют до относительной плотности 0.7, к электродам сначала подают посто нное напр жение 36 В в течение 20 с, а затем - серию повтор ющихс  с частотой 1 Гц разр дов высокого напр жени  22 кВ до момента зажигани  шихты.

Процент срабатывани  указан в таблице .

Примеры 51 - 60. В услови х примеров 41 - 50 к диэлектрической прокладке на шихте подвод т электрод по про- тотипу и подают разр д высокого напр жени  22 кВ.

Примеры 61 - 70.30 г предварительно перемешанной экзотермической шихты, содержащей Мо:МоО :А в массовом соот- ношении 35,6:19,1:7,2:38,2, уплотн ют до относительной плотности 0,42. Полученную таблетку став т на металлическую подставку , к которой подвод т один из запальных электродов, второй подвод т непосредст- венно к поверхности таблетки. К электродам подают посто нное напр жение 300 В в течение 10 с, а затем - серию высоковольтных разр дов напр жением 15 кВ с частотой следовани  10 Гц до момента зажигани  таблетки.

Процент срабатывани  указан в таблице .

Примеры 71 - 80. В услови х примеров 61 - 70 к диэлектрической про- кладке на поверхности таблетки подвод т электрод прототипа и подают импульс высокого напр жени  15 кВ.

Примеры 81 - 90. В услови х примеров 61 - 80 к электродам подают по- сто нное напр жение 200 В, а через 0,09 с - серию высоковольтных разр дов напр жением 20 кВ с частотой следовани  10 Гц.

Процент срабатывани  указан в таблице .

Примеры 91-100. Провод т в услови х примеров 71 - 80.

Примеры 101 - 110. В услови х примеров 1 - 10 к электродам прикладывэ- ют посто нное напр жение 35 В, а через21 с-се- рию высоковольтных разр дов напр жением 20 кВ с частотой следовани  0.9 Гц.

Процент срабатывани  указан в таблице .

Примеры 111- 120. Провод т в услови х примеров 11 - 20.

Все данные по приведенным примерам и полученным в них результатам сведены в таблице.

Предлагаемый способ по своей сути  вл етс  новым процессом зажигани  с более высокими техническими характеристиками по сравнению с известными. Как видно из таблицы, по надежности и стабильности он значительно превосходит способ, выбранный за прототип, что обусловлено использованием в предлагаемом способе двух основных процессов, привод щих к зажиганию шихты: омического прогрева и высоковольтного разр да.

Способ нашел применение при проведении измерений реологических свойств СВС-материалов, калориметрии экзотермических составов и т.п.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ зажигани  экзотермической шихты, включающий уплотнение шихты, подведение к поверхности шихты электродов , пропускание электрического разр да между электродами, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей при одновременном обеспечении стабильности и надежности процесса зажиганм , шихту предварительно прогревают путем подвода посто нного напр жени  36 - 400 В в течение 0,1 - 20 с с последующим наложением на посто нное электрическое поле повтор ющихс  разр дов высокого напр жени  с частотой следовани  не менее 1 Гц.
2. 2. Способ по п. 1,отличающийс  тем, что шихту уплотн ют до относительной плотности не более 0,7.