Рефераты
Скользят и контактируют
Электрический ток течёт по проводам и прочим проводящим элементам, но рано или поздно ему приходится «перебираться» в другой провод или элемент. На контакте возникает множество проблем, особенно, если это не пайка, а механический контакт. Площадь истинного контакта бывает во много раз меньше, чем кажется, из-за чего растёт сопротивление, тепловыделение и температура. Ещё сложнее жизнь у скользящих контактов, когда элементы, по которым течёт ток, скользят друг по другу. Трамвай и троллейбус — очевидные примеры, менее очевидные — многие электродвигатели. У скользящих контактов возникают новые проблемы: трение и износ. Традиционное решение — композиционный материал, полученный прессованием и спеканием смеси порошков меди и графита. Медь обеспечивает проводимость, графит — низкое трение. Но проводимость такого материала ограничена — частички меди разделены частицами графита, что уменьшает контакт между ними и затрудняет образование непрерывного проводника, а износ увеличивается потому, что материал имеет низкую прочность и упругость. И тут на сцену выходят латунная сетка и фуллерены.
Исследователи из Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и Института физики высоких давлений им. Л. Ф. Верещагина РАН заменили в композите порошок меди на сетку из латунной проволоки с ячейками 0,3—0,5 мм или на медный цилиндр с такими же отверстиями, а графит — на фуллерит С60 с размером частиц около 40 мкм. При нагреве под давлением фуллериты превращались в массивы твёрдого углерода высокой упругости. В итоге лучшие образцы имели проводимость на 14% меньше, чем у монолитной меди, но в 3,6 раза выше, чем традиционные композиты медь-углерод. Коэффициент трения оказался 0,09—0,13 против 0,3 для латуни в сравнимых условиях.