Pages Navigation Menu
Submit scientific paper, scientific publications, International Research Journal | Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal

ISSN 2227-6017 (ONLINE), ISSN 2303-9868 (PRINT), DOI: 10.18454/IRJ.2227-6017
ЭЛ № ФС 77 - 80772, 16+

Download PDF ( ) Pages: 21-22 Issue: №10 (17) Part 1 () Search in Google Scholar
Cite

Cite


Copy the reference manually or choose one of the links to import the data to Bibliography manager
Prokopovych E.V. et al. "CALCULATION OF FACTORS IN PONDEROMOTIVE ELEKTROPLASTICHNOSTI MONOCRYSTAL SB.". Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal (International Research Journal) №10 (17) Part 1, (2021): 21. Thu. 12. Aug. 2021.
Prokopovych, E.V., & Kapora, S.V., & , Savenko V.S., & (2021). RASCHET PONDEROMOTORNYH FAKTOROV PRI ELEKTROPLASTICHNOSTI MONOKRISTALLA SURYMY [CALCULATION OF FACTORS IN PONDEROMOTIVE ELEKTROPLASTICHNOSTI MONOCRYSTAL SB.]. Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal, №10 (17) Part 1, 21-22.
Prokopovych E. V. CALCULATION OF FACTORS IN PONDEROMOTIVE ELEKTROPLASTICHNOSTI MONOCRYSTAL SB. / E. V. Prokopovych, S. V. Kapora, Savenko V. S. // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. — 2021. — №10 (17) Part 1. — С. 21—22.

Import


CALCULATION OF FACTORS IN PONDEROMOTIVE ELEKTROPLASTICHNOSTI MONOCRYSTAL SB.

Прокопович Е.В.1, Капора С.В.2, Савенко В.С.3

1,2Магистрант; 3доктор технических наук, профессор,  МГПУ им. И. П. Шамякина,

РАСЧЕТ ПОНДЕРОМОТОРНЫХ ФАКТОРОВ ПРИ ЭЛЕКТРОПЛАСТИЧНОСТИ МОНОКРИСТАЛЛА СУРЬМЫ

Аннотация

В статье произведены расчёты собственного магнитного поля тока образца сурьмы.

Ключевые слова: электропластическая деформация, пинч-эффект, собственное магнитное поле.

Prokopovych E.V.1, Kapora S.V.2, Savenko V.S.3

1,2 MA student; 3Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief of Physics Department Mozyr State Pedagogical University Name I.P. Shamyakin,.

CALCULATION OF FACTORS IN PONDEROMOTIVE ELEKTROPLASTICHNOSTI MONOCRYSTAL SB.

Abstract

In this paper the calculations of the intrinsic magnetic field of the current sample of antimony.

Keywords: Electroplastic strain, pinch effect, its own magnetic field.

Импульс электрического тока (1,5 103 А/м2) пропущенный через кристалл во время деформации вызывает вторичные пинч- и скин-эффекты, а также термическое разупрочнение решетки. Оценим вклад этих факторов в явление электропластичности при двойниковании кристаллов сурьмы. [1]

На поверхности образца собственное магнитное поле тока принимает максимальное значение 12-08-2021 16-38-23– амплитудное значение силы тока в проводнике. 12-08-2021 16-38-30, где S – площадь поперечного сечения проводника.

На образца Sb при плотности тока j = 1,5 × 103А/мм2 и радиусе сечения проводника r = 2 мм, собственное магнитное поле тока, возникающее на поверхности проводника.

12-08-2021 16-39-12

При r = 5 мм максимальном значении 12-08-2021 16-39-24 принимает значение

12-08-2021 16-39-30

Таким образом, можно сделать вывод, что чем больше радиус образца, тем соответственно больше пинч-эффект.

Рассмотрим механическое давление на поверхности образца. Оно составляет: 12-08-2021 16-39-44 где Р – механическое давление (Па), μ – магнитная постоянная равная 1,257 × 10-6 Н/А2.

12-08-2021 16-40-35

Из последнего выражения следует, что при одной и той же плотности тока, например j = 1,5 × 103А/мм2, пондеромоторное действие будет выражено тем больше, чем больше радиус использованного образца.

Пинч-эффект является масштабным фактором и квадратично зависит от r и j. Для образцов малого радиуса он не должен наблюдаться.

Максимальная осевая сила Fz от пинч-эффекта равна 12-08-2021 16-43-55, где Fz – максимальная осевая сила, ν – коэффициент Пуассона равный 0,27, Р – механическое давление, S – площадь сечения образца.

Тогда, для образца с r = 2 мм и Р = 0,45 Па. 12-08-2021 16-44-10, для образца с r = 5 мм и Р = 1,013 Па. 12-08-2021 16-44-27.

Пинч-эффект тем больше, чем больше осевая сила образца.

Материал образца, также играет особую роль, чем меньше проводимость металла, тем больше скорость диффузии магнитного поля в образце, и соответственно пинч-эффект меньше.

Также величина пинч-эффекта зависит от круговой частоты:  12-08-2021 16-45-42, где ω – круговая частота (Гц), L – индуктивность равная 10-7 (Гн), С – ёмкость равная 10-3(Ф). Получаем 12-08-2021 16-45-51

Чем больше частота ω, тем более ярко выражен пинч-эффект. Для того чтобы иметь высокие значения импульса тока необходимо использовать конденсаторы большей ёмкости С, при этом увеличения частоты  приводит к уменьшению индуктивности цепи L.

Добротность контура Q, определяемая выражением 12-08-2021 16-46-22, где R – полное активное сопротивление цепи (Ом).

Добротность контура должна быть небольшой, например при 12-08-2021 16-46-35 Ф составлять величину Q ≤ 0,1. [2]

Длительность импульса должна быть минимальна

12-08-2021 16-48-15

Рассчитаем толщину скин-слоя для образца

12-08-2021 16-48-22

где Δ – толщина скин-слоя, с – электродинамическая постоянная равная 3 × 1010 см/с, ρ – удельное электросопротивление, для сурьмы равно 43,045 × 10-6 Ом × см.

Для достижения максимума пинч-эффекта необходимо выбирать такую частоту импульсов тока, при которой магнитное поле не успевает существенно проникать через поверхность образца. Можно считать, что в процессе деформации кристаллов за счет пинч-эффекта магнитное поле диффундирует  в кристалл, причем скорость диффузии зависит от проводимости металла и от частоты тока.

При одной и той же геометрии образцов пинч-эффект выражен сильнее на материале, обладающем высокой электропроводностью.

Таким образом, импульсный ток оказывает на деформируемый металл помимо собственно электронно-пластического действия, пондеромоторное действие, обусловленное сжатием образцов собственным магнитным полем и возбуждением в них упругих колебаний с частотой следования импульсного тока.

Литература

  1. Баранов Ю. И., Троицкий О. А., Авраамов Ю. С., Шляпин А. Д. Физические основы электроимпульсной и электропластической обработок и новые материалы. – М.: МГИУ, 2001 – 844 с.
  2. Троицкий О. А., Савенко В. С. Фундаментальные и прикладные исследования электропластической деформации металлов. – Минск: ИВЦ Минфина, 2013. – 375 с.
  3. Савенко В. С. Механическое двойкование и электропластичность металлов в условиях внешних энергетических воздействий. – Минск: БГАФК, 2003. – 203с.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.