Отправлено 20 Июль 2013 - 13:17
Вот хороший текст на эту тему:
Десять лет назад инженеры, супруги Б. Р. и Н. И. Лазаренко занялись борьбой с бедой современной электротехники - разрушением электрических контактов.
Электрические контакты работают всюду, где включается и выключается электрический ток.
От исправности контактов зависит надежность почти всех электрических установок. Но при замыканиях и размыканиях контакты искрят, и поверхность их быстро изгрызают электрические искры.
Воспротивиться искрам-грызунам показалось вначале не очень трудным делом. Надо было только подобрать специальный стойкий материал.
На пластинки, подключенные к проводам и стучащие друг о друга, словно зуб, не попадающий на зуб, напаивали кусочки различных металлов.
Между ними метались искорки. Серебро, платина, никель, медь, железо, вольфрам, молибден в разные сроки разрушались, и лишь сплав серебра, меди и никеля неожиданно устоял после сотен тысяч замыканий. Из чудесного сплава тут же сделали контакты одного заводского прибора. Но из цеха вскоре донесли, что искры и этот хваленый металл гложут как ни в чем не бывало.
Дело запутывалось. Получалось, что контакты, стойкие в одних условиях, сдавали в других.
Стали исследовать влияние окружающих условий. Помещали контакты в жидкость, газы, разреженный воздух. Все это по-своему влияло на разрушения, но не могло их устранить. Дело окончательно запутывалось.
Лазаренко поняли, что идти дальше вслепую нельзя. Надо было как-то подглядеть за тайной грызней искр в узкой щели между контактами. Что там делалось, толком никто не знал. Замечали, что вспышки при размыкании и замыкании разные: при размыкании получается яркий всполох - электрическая дуга, а при замыкании мелкий просверк - искра. Но считалось, что характер изъянов из искр и от дуги одинаков: разница только в том, что большая дуга сильнее расплавляет металл, маленькая искра слабее.
Чтобы совладать с дугой, подключали к контактам конденсатор. При размыкании он заряжался и на первый момент вбирал в себя электрическую энергию, готовую хлынуть дугой, и она потом разряжалась через промежуток между контактами серией мелких искр. Внешность искр изменялась с изменением емкости конденсатора.
Лазаренко решили глазом заглянуть в узкий промежуток между контактами и проследить, как меняются разрушения при изменении характера искр.
Они сделали волшебный фонарь, и на место диапозитива поставили пару дрожащих контактов. Мутный луч фонаря отбросил на экран громадное изображение щели. Между контактами вспыхивали сильные дуги. На контакте, соединенном с отрицательным полюсом тока, - катоде, - быстро углублялся кратер, а на противоположном - аноде - рос остроконечный пик. От катода к аноду летела туча мельчайших капель металла и застывала на аноде бугром. На катоде появилась глубокая язвочка, а на аноде - растущая бородавка.
К контактам подключили конденсатор переменной емкости и начали плавно увеличивать его емкость. Дуга стала хиреть. Дождь капель редел. Наконец наступил момент, когда дуга исчезла, а рост бородавки на аноде прекратился.
Контакты перестали разрушаться!
Лазаренко повернул чуть дальше ручку конденсатора. Вспышки преобразились. Вместо слабой тихой дуги брызнули частые искры. Дождь мелких капель металла, летящих с катода на анод, прекратился, и началось обратное переселение металла. С анода вдруг сорвалась вершинка бородавки и с силой врезалась в изъязвленную поверхность катода. Катод становился похожим на стенку, в которую чья-то невидимая рука влепляет один за другим снежки. На аноде появились лунки в тех местах, откуда эта рука снежки загребала. Искры перебрасывали металл с анода обратно на катод. Возвращение металла шло гораздо быстрее. Теперь на катоде рос бугор, а на аноде углублялась ямка.
Оказалось, что разрушительные действия искр и дуг противоположны. И что где-то между искрой и дугой есть такие формы разряда, при которых эти разрушения взаимно уничтожают друг друга. Частички металла мечутся взад и вперед между контактами, и контакты не только не разрушаются, но, наоборот, со временем как бы притираются друг к другу: соприкосновение между ними становится надежнее, плотнее. Оказалось, что от разрушения контактов можно избавиться, подобрав к ним конденсатор подходящей емкости.
Причина предательства чудесного сплава серебра, меди и никеля была разгадана. Очевидно, при опытах в лаборатории к контактам случайно подключили подходящий конденсатор. А в заводском приборе конденсатор был другой, и контакты начали разрушаться.
Нет в природе материала, могущего сопротивляться искрам-грызунам. Искать его бесполезно. Только приручая и укрощая сами искры, можно избавиться от разрушений.
Таковы были научные выводы из исследования вредного явления - разрушения электрических контактов.
Лазаренко были советскими учеными, и наука была для них неразрывно связана с практикой, с практическими нуждами народа. "А нельзя ли извлечь из этого пользу?" - беспокойно спрашивали они себя, сталкиваясь с каждым, даже пустячным на вид, явлением.
В ходе кропотливой лабораторной работы из, казалось бы, мелких наблюдений и маловажных замет сложилось в головах исследователей большое изобретение, сворачивающее целую область техники с ее многовековой колеи.
Когда пробовали погружать контакты в жидкость, чтобы спасти их от разрушения, замечали, что жидкость мутнеет. Пока шли испытания с маслами, это никого не удивляло: думали, что пригорает масло. Но когда помутнела чистая вода, исследователи заинтересовались мутью.
"А нельзя ли пустить ее в прок?" - подумали они.
Воду вылили в стаканчик и поднесли к нему магнит. Облачко мути потянулось к магниту. Это были частички железа, распыленного искрами в воде, - тончайший железный порошок.
Значит, можно так получать железные порошки, до зарезу нужные металлургам и химикам!
Лазаренко, без отрыва от научных исследований, построили "искровую мельницу", распыляющую в порошок металлы. Над железной пластинкой, утопленной в масле и служившей анодом, танцевал железный стержень, служивший катодом. При подскоках стерженька в масле брызгали искры. Муть осаждалась в отстойнике слоем железной пудры. Чтобы меньше железной пыли попадало на стержень и побольше рассеивалось в масле, стержень сделали тонким.
Изобретатели испытывали свою "искровую мельницу" и не подозревали, что в эти часы под слоем масла свершается в ней негаданное чудо, которое вдруг преобразит ее в новую, еще более удивительную машину, и эта машина затмит своей волшебной силой все их начальные замыслы и мечты.
Когда электроды под конец работы вытащили из масла, оказалось, что стержень чудесным образом врезался в толщу пластинки, прошел ее насквозь, нисколько не пострадав. А отверстие в точности повторило очертания шестигранного стержня.
Поразительно было то, что стержень не долбил пластинки, он слегка лишь подтанцовывал на ней. И все-таки он вошел в пластинку из твердой стали, как конец карандаша в пластилин.
Изобретатели закрепили стержень над самой пластинкой неподвижно, так, чтобы искры могли пробивать тонкий слой масла. И все-таки в пластинке появилось аккуратное углубление. Стержень медленно опускали вниз, и он прошел пластинку насквозь.
На конец стержня насадили часовую шестеренку, и шестеренка пронизала пластинку насквозь, оставив отверстие с зубчатыми краями. Монета, укрепленная на стержне, дала глубокий оттиск на стали, как печать на мягком сургуче.
На пластинку положили стальной подшипниковый шарик, а на стержень нацепили медную проволочку толщиной с волосок. И тончайшая проволочка пронизала закаленный шарик, как иголка кусок хлебного мякиша. Электрические искры, брызгавшие со стержня, с шестеренки, с монеты, с проволок, выгрызали металл, распыляя его в масле, расчищали путь в теле металла.
Изобретатели поняли, что считать свою машину аппаратом для производства металлических порошков - это все равно, что считать токарный станок машиной для производства железных стружек.
Маленькая "искровая мельница", приютившаяся на краю лабораторного стола, с ее слабыми, жидковатыми частями была металлообрабатывающим станком будущего, более сильным, чем все современные станки с их могучими мускулистыми телами.
"Нет и не может быть таких металлов, которые устояли бы против разрушительной работы искр!" - шептал неутешительный голос исследователей контактов. - "Значит, нет и не может быть металлов, которые не поддавались бы обработке искрой!" - заглушал его ликующий голос изобретателей.
Искра - это тот инструмент, которым можно обрабатывать любой металл.
В каменном веке инструментом человека был камень. Он дошел до наших дней в виде точильных брусков. К нему прибавились инструменты из других металлов, более крепких, чем обрабатываемый металл. Сжимая в руках инструмент более твердый, чем металл, человек срезал, откалывал частички металла. А потом появились станки - металлические руки, держащие инструменты. Появились железные мускулы - двигатели к станкам. Новая сила - электричество - завертела станки.
Но и электричество не нарушило иерархии металлов, установленных законами механики. Металлы, стоявшие у подножья лестницы твердости, легко подчинялись вышестоящим, а с теми, которые стояли на высшей ступени, сладу не было: сверхтвердые сплавы обработке не поддавались.
Вращение было душой станков и душой электромоторов, и поэтому только круглые детали обрабатывались естественно и просто, а любую более сложной формы деталь можно было сделать только вручную или на станке такого мудреного устройства, которое и встретишь не часто.
Электромоторы покорно вращали тяжелые маховики и жужжащие семейства зубчатых колес, хитроумные сплетения рычагов преобразовывали вращение в более сложные движения, суетливо метались взад и вперед и терлись друг о друга многотонные массы металла, и со страшной силой врезались в металл резцы и сверла так, что замирали от напряжения могучие станины станков.
И, как тысячи лет назад, раздавался в цехах первобытный скрежет металла, обдирающего металл.
Электричество - самая совершенная сила природы - оставалось в станках слугой грубой механической силы.
И вот Лазаренко заставили электричество не только двигать обрабатывающие станки, но и непосредственно обрабатывать металлы. И тогда оказалось, что двигать-то почти ничего не нужно.
Не нужно вращать шарошки и сверла или двигать резцы по фигурным путям. Надо было лишь тихо сближать под слоем масла инструменты и детали. И при слабом шелесте искр рождались в масляных ваннах детали таких затейливых форм, о которых станкостроители не смели и думать.
Ненужными стали могучие станины станков: ведь они не передавали теперь почти никаких усилий. Ведь металл обрабатывается легчайшими прикосновениями искр.
Ненужными стали инструменты несокрушимой твердости. Ведь металлы не вступают теперь в единоборство. Иерархия металлов поколеблена. И мягчайшие металлы, вооруженные щеткой искр, торжествуют над металлами рекордной твердости. И мягчайшими инструментами впервые в истории техники из сверхтвердых сплавов изготовляются рабочие детали машины, не знающие износу.
Изобретение Лазаренко поставило технику металлообработки с головы на ноги: механика сделалась робкой служанкой электричества.
В лаборатории появились станочки-карлики, выполняющие работу гигантов. На большом столе размещается целый цех.
Искровая пила без зубьев. Она пилит, не касаясь металла. Лишь в том месте, где она приближается к металлу, вспыхивают искры, словно огненные зубцы. Их заливает масляная струйка, льющаяся из крана в распил.
Электрическое точило. Не бесчисленные острые песчинки точильного камня затачивают лезвие, а бесчисленные острые искорки гложут резец из сверхтвердого сплава.
17
Sergh (19 Июль 2013 - 14:23) писал:
. Сначала там образовывалась зеленая пленка и вода была прозрачная - медь же тыкал, и много и не все компоненты чистые... Потом вода с солью постояла и стала опять прозрачной - черный порошок осел:
IMG_3933.jpg 42,34К
25 Количество загрузок:
От него летитъ во все стороны пар... Вода (раствор пищевой соли) вокруг выгибается... Потребление пересчитал прямо на электродах:
