Явище електроконтактної пам'яті термоантрациту
Electrode thermoanthracite is the main raw material in the carbon electrode production. The study of electrocontact properties of thermoanthracite reveals, for the first time, its new physical phenomenon ─ the electrocontact memory.
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7512 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Явище електроконтактної пам'яті термоантрациту / В.Й. Лакомський // Доп. НАН України. — 2008. — № 12. — С. 88-91. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859674458223017984 |
|---|---|
| author | Лакомський, В.Й. |
| author_facet | Лакомський, В.Й. |
| citation_txt | Явище електроконтактної пам'яті термоантрациту / В.Й. Лакомський // Доп. НАН України. — 2008. — № 12. — С. 88-91. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Electrode thermoanthracite is the main raw material in the carbon electrode production. The study of electrocontact properties of thermoanthracite reveals, for the first time, its new physical phenomenon ─ the electrocontact memory.
|
| first_indexed | 2025-11-30T15:12:30Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
12 • 2008
ЕНЕРГЕТИКА
УДК 669.187
© 2008
Член-кореспондент НАН України В. Й. Лакомський
Явище електроконтактної пам’ятi термоантрациту
Electrode thermoanthracite is the main raw material in the carbon electrode production. The
study of electrocontact properties of thermoanthracite reveals, for the first time, its new physical
phenomenon — the electrocontact memory.
Електродний термоантрацит, на вiдмiну вiд видобувного антрациту, з якого вiн вироб-
ляється, є високоякiсним вуглецевим матерiалом з досить високою електропровiднiстю
(104 Cм/см [1]). Якщо до цього додати, що електродний термоантрацит, найдешевший з усiх
шихтових матерiалiв, якi використовує електродна промисловiсть, то стане зрозумiлим, чо-
му вiн є найпоширенiшою сировиною у виробництвi рiзних вуглецевих електродiв. Усi катод-
нi блоки алюмiнiєвих електролiзерiв, самоспiкливi електроди дугових феросплавних печей
(електроди Содерберга) та електроди дугових печей для отримання карбiду кальцiю, плав-
леного корунду та iнших цiнних продуктiв електротермiї виробляються iз застосуванням
термоантрациту.
Майже весь електродний термоантрацит, а його свiтове виробництво сягає 20 млн тон
на рiк, отримують шляхом вiдпалу антрациту в шахтних електричних печах, якi iнодi на-
зивають електрокальцинаторами. Пряме нагрiвання вугiлля у цих печах починається i далi
вiдбувається тiльки тому, що антрацит у верхнiх шарах пiчної шахти набуває первинної
електропровiдностi внаслiдок нагрiву його гарячими газами на виходi з печi. Незважаючи
на це, до остатнього часу нiхто не вивчав нi електричнi, нi електроконтактнi властивостi
термоантрациту.
Вивчення зазначених властивостей почалося в Iнститутi електрозварювання iм. Є.О. Па-
тона НАН України ще у 2002 р. та продовжується й дотепер [1–3]. Тiльки отримавши цi
знання нам вдалося вдвiчi скоротити питомi витрати електроенергiї з 1500 до 725 кВт-г/т [4].
(Треба додати, що на живлення семи печей Днiпровського електродного заводу витрача-
ється майже третина усiєї електроенергiї, що виробляється на Каховськiй ГЕС). Крiм цього
нам вдалося виявити до сьогоднi невiдоме для термоантрациту явище — його електрокон-
тактну пам’ять.
Вивчення електроконтактних властивостей термоантрациту проводилося шляхом побу-
дови вольт-амперних характеристик термоантрацитових контактiв при змiнному тиску на
88 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №12
Рис. 1
контакт. Обробку отриманих експериментальних даних проводили з використанням тео-
рiї електричних контактiв, розробленої Рагнаром Хольмом [5] для металiчних електро-
контактiв.
Вольт-ампернi характеристики (ВАХ) контактiв вивчали на простiй установцi, схему
якої iлюструє рис. 1. Два мiдних штока: верхнiй 1, що вiльно пересувається у вертикальному
напрямi 2, i нижнiй 8, який мiцно зафiксовано на пластинi з електроiзоляцiйного матерiалу,
мають на своїх кiнцях глухi отвори (на рисунку не показано). У цi отвори за допомогою
вуглецевої пасти, змiшаної з бронзовою пудрою, було вмонтовано два зерна електродного
термоантрациту: одне конусоподiбної форми 4, друге — плоске 5. Пiсля низькотемператур-
ного коксування створене з’єднання набуло мiцного механiчного i хорошого електричного
контактiв.
До верхнього та нижнього мiдних штокiв вiд спецiального джерела струму 3 пiдводили
в iмпульсному режимi електричний струм. Силу струму вимiрювали приладом 6. Iмпульс-
ний режим живлення використовували для того, щоб запобiгти нагрiву контактної плями
на термоантрацитi пiд час вимiрювання падiння напруги на контактi. Важливою ознакою
створеної установки було те, що падiння напруги на контактi вимiрювали безпосередньо на
зернах термоантрациту, а не на мiдних штоках. Для цього було зроблено мiнiатюрнi потен-
цiйнi щупи 7 i 9, якi притискувалися до зерен слабкими пружинами. Отриманi вiд вказаних
щупiв електричнi сигнали через аналого-цифровий перетворювач надходили в комп’ютер
для подальшої обробки. Змiну зусиль притискання контактної пари створювали за допомо-
гою сили P . Мiнiмальним зусиллям було 110 г, яке зумовлювалося масою верхнього штока,
максимальне лiмiтувалося мiцнiстю на розчавлення зерен термоантрациту.
Отриманi нами експериментальнi данi при iмпульсному режимi живлення представле-
но на графiках рис. 2. Як i очiкувалося, ВАХ контактiв термоантрациту вiдображається
прямою, що проходить через початок декартових координат. Похiдна по струму кожного
графiка є нiщо iнше, як контактний опiр термоантрациту. При P = 110 г вiн становить
1,16 Ом (див. графiк 2, а). Звертає на себе увагу доволi великий розкид експериментальних
точок на графiку 2, а.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №12 89
Рис. 2
Достатньо було пiдвищити зусилля притискання контактiв до 540 г, як вiдтворенiсть екс-
периментальних даних значно покращилася (див. графiк 2, б ), а контактний опiр знизився
до 0,46 Ом. Це свiдчить, що притискного зусилля 110 г замало для нормальної роботи
щойно зiбраного контакта.
Пiсля роботи контактiв пiд тиском 540 г ми повернулися до значення P = 110 г i отрима-
ли ВАХ, наведену на графiку 2, в: ВАХ показує, що в даному випадку ми маємо найкращий
з усiх проiлюстрованих ВАХ коефiцiєнт кореляцiї мiж похилою лiнiєю ВАХ i експеримен-
тальними точками, а отже, контактний опiр у цьому разi дорiвнював 0,44 Ом — практично
те саме Rкон, що ми отримали в попередньому експериментi при P = 540 г.
Експеримент був неодноразово повторений як на контактах термоантрацит — термо-
антрацит, так i на контактах термоантрацит — мiдь. Результат був однаковим. Виявлений
ефект пiдтверджувався.
Спостережуване фiзичне явище, на наш погляд, можна назвати, за аналогiєю з меха-
нiчною пам’яттю [6], електроконтактною пам’яттю i пояснити його таким чином.
Вiдомо, що термоантрацит, як i його сировина, — матерiал доволi крихкий. Твердiсть
термоантрациту, за Моосом, становить 7–8 балiв [7]. Термоантрацит анiзотропний матерi-
ал, має явно виражену пластинчасту структуру. При механiчному тиску на термоантрацит,
особливо локальному, останнiй руйнується (подрiбнюється) без пластинчастої, а тим бiль-
ше, пружно-пластичної деформацiї [2]. Продукти руйнування термоантрациту є мiкроско-
пiчними частками кристалiчної структури, серед яких зустрiчаються мiкропластинки гра-
90 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2008, №12
фiту, оскiльки в електродному термоантрацитi звично знаходять 6–8% графiтової складової
структури цього матерiалу. Iз зростанням сили притискання одного зерна термоантрациту
до другого структура електроконтактної плями руйнується безпосередньо в площинi цi-
єї плями [2]. В такому разi кожному притиску буде вiдповiдати своя структура катодної
плями, через яку електричнi заряди проходитимуть з найменшою втратою енергiї. Але це
вiдбувається тiльки в разi зростання стискної сили. Цiлком зрозумiло, що зi зниженням
стискної сили такий процес у зворотному напрямi не може вiдбуватися, оскiльки термо-
антрацит суто крихке тiло i пружної деформацiї позбавлений повнiстю. Детальнiше цей
процес формування електроконтактних плям на поверхнi зерен термоантрациту викладено
нами у роботi [2].
1. Быковец В.В., Лакомский В.И. Удельное электрическое сопротивление термоантрацита // Спец.
электрометаллургия. – 2003. – № 4. – С. 49–51.
2. Лакомский В.И. Зависимость удельного электрического сопротивления термоантрацита от давле-
ния / Доп. НАН України. – 2006. – № 4. – С. 96–103.
3. Лакомский В.И. Вольт-амперные характеристики термоантрацитовых контактов // Соврем. электро-
металлургия. – 2004. – № 4. – С. 48–51.
4. Патон Б. Е., Лакомский В.И. Производство электродного термоантрацита в электропечах шахтного
типа // Цветные металлы. – 2008. – № 1. – С. 9–14.
5. Хольм Р. Электрические контакты. – Москва: Изд-во иностр. лит., 1961. – 464 с.
6. Корнилов И.И., Белоусов О.К., Качур Е. В. Никелид титана и другие сплавы с памятью формы. –
Москва: Металлургия, 1997. – 325 с.
7. Фиалков А.С. Углерод, межслоевые соединения и компоненты на их основе. – Москва: Аспект пресс,
1997. – 718 с.
Надiйшло до редакцiї 12.02.2008Iнститут електрозварювання iм. Є.О. Патона
НАН України, Київ
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2008, №12 91
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7512 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-30T15:12:30Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Лакомський, В.Й. 2010-03-31T16:55:56Z 2010-03-31T16:55:56Z 2008 Явище електроконтактної пам'яті термоантрациту / В.Й. Лакомський // Доп. НАН України. — 2008. — № 12. — С. 88-91. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7512 669.187 Electrode thermoanthracite is the main raw material in the carbon electrode production. The study of electrocontact properties of thermoanthracite reveals, for the first time, its new physical phenomenon ─ the electrocontact memory. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Енергетика Явище електроконтактної пам'яті термоантрациту Article published earlier |
| spellingShingle | Явище електроконтактної пам'яті термоантрациту Лакомський, В.Й. Енергетика |
| title | Явище електроконтактної пам'яті термоантрациту |
| title_full | Явище електроконтактної пам'яті термоантрациту |
| title_fullStr | Явище електроконтактної пам'яті термоантрациту |
| title_full_unstemmed | Явище електроконтактної пам'яті термоантрациту |
| title_short | Явище електроконтактної пам'яті термоантрациту |
| title_sort | явище електроконтактної пам'яті термоантрациту |
| topic | Енергетика |
| topic_facet | Енергетика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7512 |
| work_keys_str_mv | AT lakomsʹkiivi âviŝeelektrokontaktnoípamâtítermoantracitu |