Устройство для определения зависимости удельного электрического сопротивления композиционных материалов от отношения наполнителя к связующему

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ ОТНОШЕНИЯ НАПОЛНИТЕЛЯ К СВЯЗУЮЩЕМУ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Зубко Денис Васильевич Зубко Василий Иванович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для определения зависимости удельного электрического сопротивления композиционных материалов от отношения наполнителя к связующему, состоящее из двух дисковых электродов, микрометрического устройства с встроенным микровинтом,соединенным с подвижным дисковым электродом, симметрично расположенным с неподвижным электродом, съемных контактов, отличающееся тем, что дополнительно содержит цифровой измеритель иммитанса. 103392014.10.30 Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к электрическим измерениям, и может быть использована для автоматического определения зависимости удельного электрического сопротивления композиционных материалов от отношения наполнителя к связующему в различных областях промышленности. Известны устройства для контроля диэлектрических свойств материалов 1, 2, содержащие высокопотенциальные электроды, переключаемый и низкопотенциальный электроды, которые закреплены на изоляционном основании, служащем одновременно рукояткой конденсатора. Основным недостатком этих устройств является низкая точность измерения диэлектрических свойств материалов, связанная с необеспечением однородного постоянного электрического поля в объеме контролируемого материала, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. Наиболее близким по конструкции и принципу действия к заявляемому устройству является устройство для измерения электрических свойств полимерных композиций 3,состоящее из двух дисковых электродов, микрометрического устройства с встроенным микровинтом, соединенным с подвижным дисковым электродом, симметрично расположенным с неподвижным электродом, фторопластовой прокладки, основания и съемных контактов. Основной недостаток данного устройства связан с невозможностью определения зависимости удельного электрического сопротивления композиционных материалов от отношения наполнителя к связующему. Погрешность, связанная с указанным фактором, никак не учитывается и, таким образом, вносит существенный вклад в точность определения удельного электрического сопротивления композиционных материалов. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности и расширение диапазона определения удельного электрического сопротивления композиционных материалов за счет контроля отношения наполнителя к связующему в интервале от 0,33 до 3,обеспечения однородного электрического поля в объеме композиционного материала в диапазоне частот от 102 до 106 Гц, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. Поставленная задача решается тем, что устройство для определения зависимости удельного электрического сопротивления композиционных материалов, состоящее из двух дисковых электродов, микрометрического устройства с встроенным микровинтом,соединенным с подвижным дисковым электродом, симметрично расположенным с неподвижным электродом, съемных контактов, дополнительно содержит цифровой измеритель иммитанса. Технический результат достигается за счет контроля отношения наполнителя к связующему в композиционном материале в интервале от 0,33 до 3, обеспечения однородного электрического поля в объеме композиционного материала в диапазоне частот от 102 до 106 Гц, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. В результате применения предлагаемого устройства становится возможным повысить точность и расширить диапазон определения удельного электрического сопротивления композиционного материала за счет контроля отношения наполнителя к связующему в интервале от 0,33 до 3, обеспечения однородного электрического поля в объеме композиционного материала в диапазоне частот от 102 до 106 Гц, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, 2. На фиг. 1 схематично изображено устройство для определения зависимости удельного электрического сопротивления композиционных материалов от отношения наполнителя к связующему. 103392014.10.30 На фиг. 2 приведен пример реализации устройства для определения зависимости удельного электрического сопротивления композиционного материала от отношения резиновой крошки РК к вторичному полиэтилену ВПЭ в интервале от 0,33 до 3 при различных частотах электрического полякривая 7 -102 Гц, кривая 8 -103 Гц, кривая 9104 Гц, кривая 10 -106 Гц. Устройство включает в себя микрометрическое устройство с встроенным микровинтом 1, соединенным с подвижным верхним дисковым электродом 2, симметрично расположенным с неподвижным нижним электродом 2, рабочие поверхности которых отшлифованы, отполированы, хромированы и притерты друг к другу, композиционный материал 3, съемные контакты 4, 5 устройства и цифровой измеритель 6 иммитанса 7-20. Устройство работает следующим образом. Пластину из композиционного материала 3 помещают в центре на нижний неподвижный дисковый электрод 2. Вращением микровинта 1 приближают верхний подвижный дисковый электрод 2 к поверхности пластины материала 3 до срабатывания трещотки. Цифровой измеритель 6 иммитанса 7-20 подсоединяют к съемным контактам 4, 5 устройства и измеряют электропроводимость ячейкис пластиной композиционного материала. Удельное электрическое сопротивление композиционного материала вычисляется по формуле,(1)где- удельное электрическое сопротивление композиционного материала, Оммэлектропроводимость композиционного материала, Ом-1,- толщина пластины композиционного материала, м- площадь дискового электрода, м 2. Примеры реализации устройства для определения удельного электрического сопротивления композиционного материала на основе вторичного полиэтилена. Пример 1. Композиционный материал на основе вторичного полиэтилена Т 20 С 102 Гц 7,06510-4 м 2310-3 м отношение РК/ВПЭ 0,331,1210-10 Ом-12,1109 Омм. Пример 2. Композиционный материал на основе вторичного полиэтилена Т 20 С 102 Гц 7,06510-4 м 2310-3 м отношение РК/ВПЭ 3. Процедура измерения и вычисления далее, как в примере 1.4,68106 Омм. Пример 3. Композиционный материал на основе вторичного полиэтилена Т 20 С 103 Гц 7,06510-4 м 2310-3 м отношение РК/ВПЭ 0,33. Процедура измерения и вычисления далее, как в примере 1.2,78108 Омм. Пример 4. Композиционный материал на основе вторичного полиэтилена Т 20 С 103 Гц 7,06510-4 м 2310-3 м отношение РК/ВПЭ 3. Процедура измерения и вычисления далее, как в примере 1.1,48106 Омм. Пример 5. Композиционный материал на основе вторичного полиэтилена Т 20 С 104 Гц 7,06510-4 м 2310-3 м отношение РК/ВПЭ 0,33. Процедура измерения и вычисления далее, как в примере 1.2,53107 Омм. Пример 6. Композиционный материал на основе вторичного полиэтилена Т 20 С 104 Гц 7,06510-4 м 2310-3 м отношение РК/ВПЭ 3. Процедура измерения и вычисления далее, как в примере 1.3,42105 Омм. 3 103392014.10.30 Пример 7. Композиционный материал на основе вторичного полиэтилена Т 20 С 106 Гц 7,06510-4 м 2310-3 м отношение РК/ВПЭ 0,33. Процедура измерения и вычисления далее, как в примере 1.1,53105 Омм. Пример 8. Композиционный материал на основе вторичного полиэтилена Т 20 С 106 Гц 7,06510-4 м 2310-3 м отношение РК/ВПЭ 3. Процедура измерения и вычисления далее, как в примере 1.8,47103 Омм. Вычисленная погрешность определения удельного электрического сопротивления композиционного материала на основе вторичного полиэтилена составляет примерно 1,9 . Таким образом, использование заявляемого устройства позволяет существенно повысить точность и расширить диапазон определения удельного электрического сопротивления композиционного материала за счет контроля отношения наполнителя к связующему в интервале от 0,33 до 3, обеспечения однородного электрического поля в объеме композиционного материала в диапазоне частот от 102 до 106 Гц, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4