Разработка методики экспресс-оценки адгезионных свойств термореактивных материалов изоляции электрических машин
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?тандартный режим при термопрессовании промышленным способом следующий: давление при отверждении 1 МПа, температура отверждения 160 С. При таких условиях и был произведен выбор конструкции образцов. После этого в работе проведены испытания, определяющие влияние на адгезионную прочность изменения давления, режима предварительного нагрева образцов, температуры и времени отверждения.
3.9 Влияние давления прессования на адгезионную прочность
Испытание, определяющие влияние давления на адгезионную прочность соединения, проводились при трех уровнях давления - без дополнительного давления пресса (0,1МПа), при давлении пресса 0,5 МПа и 1 МПа Результаты испытания приведены на рис. 3.14. При этом средние значения разрывных усилий были следующие:
52,5 7,3_ Н при давлении 0,1 МПа;
274,2 61,6 Н - 0,5 МПа;
271,7 34,4 Н - 1,0 МПа.
Рис. 3.14 - Сравнение адгезионной прочности при различных давлениях
Из графика (рис. 3.13) видно, что давления 0,5 МПа уже достаточно, чтобы создать прочное адгезионное соединение. Однако в этом случае наблюдается намного больший разброс данных ( Квар. =24% ), т.е. при таком давлении невозможно гарантировать качество образцов.
При отсутствии дополнительного давления не удается создать прочное соединение. Средняя величина усилия, необходимого для разрыва соединения, уменьшается в 5 раз по сравнению с образцами, опрессованными при давлении 0,5 МПа и 1 МПа. При этом не наблюдалось вытекания связующего из образцов (рис. 3.15), а значит, не происходило и его растекание в адгезионном соединении.
Для дальнейших испытаний было выбрано давление 1 МПа, т.к. в этом случае можно обеспечить качественное изготовление образцов с наименьшим разбросом.
Рис. 3.15 - Образцы ленты Элмикатерм 52409 после прессования, а - связующее вытекало, б - связующее не вытекало
3.10 Влияние температуры отверждения на адгезионную прочность
Исследование влияния температуры отверждения (Т2) на адгезионную прочность лент проводилось на образцах, отвержденных при температурах 140 С, 160 С и 180 С. При этом средние значения разрывных усилий, которые необходимо было приложить, чтобы разрушить адгезионное соединение, были следующие:
264,3 50,0 Н для температуры отверждения 140 С;
274,4 47,5 Н для температуры отверждения 160 С;
300 48,7 Н для температуры отверждения 180 С.
Результаты этого сравнения приведены на рис. 3.16.
Рис. 3.16 - Влияние температуры отверждения на адгезионную прочность
Из рис. 3.16 видно, что образцы, которые отверждались при температуре 180 С выдерживают нагрузку на 20 % больше, чем те, которые отверждались при 140 С или 160С при одинаковом времени отверждения 1 ч. Из этого можно сделать вывод, что для создания одинакового количества поперечных связей, которые и отвечают за адгезионную прочность, при температурах 140 С и 160 С требуется большее время, чем при температуре 180 С. Это соответствует известным результатам, что скорость отверждения увеличивается с увеличением температуры согласно закону Аррениуса [ ].
3.11 Влияние режима предварительного нагрева на адгезионную прочность
Известно, что отверждение лент Элмикатерм 52409 начинается при температуре Тн.о. =125 - 130 С [ ]. Следовательно, температура стадии предварительного нагрева - Т1 - должна быть ниже температуры начала отверждения (Т1 Тн.о.) исследовались следующие режимы предварительного нагрева образцов до отверждения:
Т1 < Тн.о.
а) предварительный нагрев 110 С, выдержка 10 мин и последующие подача давления и нагрев до 160 С - этот режим используется на производстве - стандартный режим;
Т1 > Тн.о
а) предварительный нагрев до 140 С, выдержка 10 мин и последующие подача давления и нагрев до 160 С;
б) предварительный нагрев до 140 С, выдержка 30 мин и последующие подача давления и нагрев до 160 С;
в) предварительный нагрев до 160 С, выдержка 5 мин и последующие подача давления и нагрев до 160 С.
Результаты испытаний образцов (рис. 3.17) показывают, что предварительное отверждение связующего до подачи давления значительно снижает адгезионную прочность. Так, повышение температуры предварительного нагрева до 140 С приводит к снижению прочности почти вдвое, а увеличение времени выдержки при этой температуре до 30 мин - втрое.
Самая низкая адгезионная прочность была получена в случае (б), несмотря на то, что температура начала подачи давления была ниже, чем в случае (в). Это видимо, связано с тем, что при скорости нагрева 360 град/ч в час, т.е. 6 град/мин, времени с момента начала отверждения до подачи давления проходит больше, чем в случае (б).
Рис. 3.17 - Влияние технологического режима на адгезионную прочность
3.12 Сравнение характеристик
Далее представим перечень режимов, при которых проводилось испытания со средними значениями разрывных усилий, необходимых для разрушения адгезионных соединений (табл. 3.3).
Таблица 3.3 - Сравнение прочности адгезионного соединения образцов, изготовленных при различных режимах
P, МПаT1, Ct1, минT2, Ct2, чPразр, min, НPразр, ср, НPразр, max, Ндmin, Ндср, Ндmax, Н1110101601258,9271,7284,426,534,444,60,5110101601257,8274,2290,747,261,676,00,111010160149,252,555,75,87,38,81110101401259,1274,4289,637,947,659,71110101801292,1310,9329,737,148,764,0114051601184,5204,2223,840,953,169,0114030160171,783,395,024,231,440,9116051601119,0139,1159,341,954,470,6