З. Задание №3

Определить знак и величину напряжения в спае стекла ТСМ-700 – ковар при температуре 20^о С, дать характеристику надежности такого спая.

Для определения знака и величины напряжения в спае стекло ТСМ-700 – ковар провести следующие действия.

1. Подставить полученное значение α в формулу (21) вместе со значением КТЛР для ковара α_м = 5·10^-6 К^-1 и характеристиками стекла: Е_ст = 7,7·10¹⁰ Па, м = 0,21, T_g = 850 К. Рассчитать величину и знак σ_пов.

2. Если σ_пов > 0 то это соответствует растягивающим напряжениям в металле и сжимающим - в стекле. Так как наиболее опасны растягивающие напряжения, то подставив σ_пов в формулу (22), определить напряжения в сечении проводника длиной 3 мм и радиусом 0,1 мм и сравнить их с пределом прочности для ковара (σ_в = 4,5·10⁸ Па).

3. Если σ_пов < 0, то это соответствует растягивающим напряжениям в стекле и сжимающим в металле. Сравнить полученное значение растягивающих напряжений в стекле с пределом прочности стекла на разрыв (σ_в = 6·10⁶Па).

Если значения растягивающих напряжений не превышают пределов прочности, то спай будет устойчив в работе. Если же растягивающие напряжения превышают пределы прочности, то необходимо дать рекомендации по выбору стекла (каков должен быть его КТЛР).

УКАЗАНИЯ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЁТА

Отчет оформляется в виде пояснительной записки на листах формата А4. Необходимо дома подготовить заготовку отчета по данной лабораторной работе. Заготовка отчета должна содержать наименование лабораторной работы, цель и краткое содержание работы, все пункты лабораторных заданий и свободные места для выполнения.

В конце отчета необходимо сделать выводы по результатам работы. Рисунки и графики необходимо выполнять на отдельных листах формата А4, на которых, если позволяет место, может быть размещено несколько рисунков. Титульный лист выполняется по ГОСТ 7.4-78 в виде обложки, в кторую вкладывается отчет.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЛАБОРАТОРНЫМ ЗАДАНИЯМ

1. Почему надо учитывать α и β контактирующих материалов?

2. Расскажите о методике измерения α твёрдых тел.

3. Нарисуйте дилатометр и объясните принцип его работы.

4. Какие материалы использовались для изготовления дилатометра и почему?

5. Как произвести расчет КТЛР для любого заданного температурного интервала и для данной температуры?

6. Какие напряжения возникают в стекле и металле спая, если α_ст > α_м?

7. Какие напряжения возникают в стекле и металле спая, если α_ст < α_м?