Решение задачи 2-05 по материаловедению: Контактные композиционные материалы

Задание 2-05 1. Физические и электрические свойства контактных композиционных материалов Контактные композиционные материалы (металлокерамика) получают методом порошковой металлургии. Они состоят из двух или более компонентов, которые не образуют сплавов, что позволяет сочетать в одном материале противоположные свойства. Основные свойства: - Высокая электропроводность и теплопроводность (за счет содержания серебра или меди). - Высокая дугостойкость и устойчивость к эрозии (за счет тугоплавких компонентов: вольфрама, никеля или графита). - Устойчивость к свариванию при больших токах. - Высокая твердость и механическая прочность. Область применения: Данные материалы незаменимы в отечественном электроаппаратостроении. Их используют в контакторах, автоматических выключателях, магнитных пускателях и реле, работающих в тяжелых режимах коммутации. 2. Расчет сопротивления контакта Дано: Материал: КМК-Б25 (серебро-никель) Диаметр площадки касания: \( d = 0,1 \) мм \( = 10^{-4} \) м Удельное сопротивление КМК-Б25: \( \rho \approx 0,022 \cdot 10^{-6} \) Ом·м (справочное значение для данной композиции) Найти: Сопротивление стягивания \( R_{ст} \) Решение: При соприкосновении контактов ток проходит через узкие площадки касания, что вызывает искривление линий тока и возникновение сопротивления стягивания. Для круглой площадки касания формула имеет вид: \[ R_{ст} = \frac{\rho}{2a} \] Где \( a \) — радиус площадки касания. Рассчитаем радиус: \[ a = \frac{d}{2} = \frac{0,1}{2} = 0,05 \text{ мм} = 0,5 \cdot 10^{-4} \text{ м} \] Подставим значения в формулу: \[ R_{ст} = \frac{0,022 \cdot 10^{-6}}{2 \cdot 0,5 \cdot 10^{-4}} \] \[ R_{ст} = \frac{0,022 \cdot 10^{-6}}{10^{-4}} = 0,022 \cdot 10^{-2} \text{ Ом} \] \[ R_{ст} = 0,00022 \text{ Ом} = 0,22 \text{ мОм} \] Ответ: Сопротивление контакта составляет 0,22 мОм.