Қазан–қараша–желтоқсан 30 желтоқсан 2015 ж. 1996 жылдан бастап шығады Жылына 4 рет шығады
Толщина и скорость напыления при различных напряжениях распыления
жүктеу/скачать 11,76 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Морфология поверхности и поперечный скол пленок титана, полученных магнетронным распылением
- Кеуекті титан диоксидін синтездеу үшін магнетронды тозандандыру əдісімен титан қабыршақтарын алу
- Fabrication of titanium films by magnetron sputtering for synthesizing porous films titanium dioxide
- ТЕХНИКАЛЫҚ ФИЗИКА ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
- Электромагниттік көтергіш қондырғысының «скип–бағыттаушы құрылғы» жүйесін зерттеу
Толщина и скорость напыления при различных напряжениях распыления № Напряжение, В Ток, А Частота
импульсов, кГц Толщина
пленки, нм Скорость напыления, Å/сек 1 100 ≈ 0,10 100 0 0 2 200 ≈0,12 100 0 0 3 300 ≈0,14 100 146 2,4 4 400 ≈0,15 100 174 2,9 5 500 ≈0,17 100 212 3,5 6 600 ≈0,20 100 242 4
хватает энергии для ионизации газа и выбивания атомов с мишени. При напряжении 100 В отсутст- вует электрический разряд. После достижения напряжения 300 В между мишенью и подложкой по- является тлеющий разряд. При распылении при этом напряжении на подложке образуется пленка, толщина которой составляет 146 нм. Была определена величина скорости напыления. В рассматри- ваемом случае скорость напыления составила 2,4 ангстрема в секунду. При увеличении напряжения распыления скорость роста пленок увеличивается. Использование кварцевого резонатора показало, что процесс напыления происходит равномерно. В таблице 2 приведены результаты исследования морфологии поверхности пленок, распылен- ных при разных напряжениях. Из представленных данных видно, что при напряжении 300 В образу- ется пленка с гранулированной микроструктурой. Размер гранул достигает 2,5–3,5 мкм. Поперечный скол пленки также показывает неоднородность получаемой пленки (табл. 2). С ростом температуры происходит уменьшение размеров гранул в напыленной пленке титана. Начиная с напряжения 400 В пленка имеет однородную микроструктуру с размером гранул менее 300 нм. Наиболее однородной микроструктурой обладает пленка, полученная при напряжении 600 В. Размер гранул для данной пленки минимален по сравнению с пленками, полученными при других рабочих напряжениях. Таким образом, в результате варьирования напряжения распыления были получены пленки ти- тана с различной скоростью напыления и различными размерами гранул. Оптимальным является ис- пользование напряжения величиной 600 В. Напряжение выше 600 В приводит к резкому росту тем- пературы в рабочем объеме, и поэтому такие напряжения не использовались для работы. Для напыленных пленок был проведен элементный анализ с помощью энергодисперсионного анализатора INCAPentaFET-x3 (Oxford Instruments, Англия). Энергодисперсионный анализ пленки, полученный при режиме магнетронного распыления — напряжение от 300 до 600 В, частота импуль- сов 100 кГц, время распыления — по 10 минут, показал идентичный результат, который приведен на рисунке 3. Была построена многослойная карта и произведено распределение элементов на поверхности пленки (рис. 4). Из представленных данных видно, что на поверхности пленки при- сутствуют титан, углерод, натрий, магний, кремний, кислород и кальций. Наличие последних обу- словлено тем, что в качестве подложки было использовано стекло. На рисунке 5 приведен результат энергодисперсионного анализа пленки, полученной при магне- тронном распылении. В составе пленки присутствуют титан Ti, а также C, Na, Ca, Si, О, Mg, которые относятся к эле- ментам использованной подложки — стекла (оксид кремния, натрий, кальций). Наличие алюминия Al в составе пленки титана объясняется тем, что при распылении мишени использовался технический титан марки ВТ-1,0, в котором может присутствовать Al в количестве до 0,5 %.
Н.Х.Ибраев, Д.А.Афанасьев и др. 52
Вестник Карагандинского университета Т а б л и ц а 2 Морфология поверхности и поперечный скол пленок титана, полученных магнетронным распылением Напряжение, В Поверхность образцов Поперечный скол 300
500
600
Рисунок 3. Многослойная карта поверхности пленки титана Серия «Физика». № 4(80)/2015
С Na
Рисунок 4. Рисунок 5 получ Для получения нанотрубок д анодированию. Использовался эле в этиленгликоле. Кроме того, пр при напряжениях выше 20 В набл поверхности стекла. Сравнение результатов, прив рование приводит к изменению пористой структуры пленки TiO 2 дит к полному окислению титаново ки здесь имеют более искаженну это связано с тем, что при магнет туру. Поверхность нанотрубок ди методом МРС, сильно загрязнена звуковой обработке в органическо
Рисунок 6. СЭМ- на стек По
Ca Ti
Si Mg
Распределение элементов на поверхности пленок
5. Энергодисперсионный анализ пленки титана, ченной методом магнетронного распыления диоксида титана пленки титана подвергалис ектролит с низкой концентрацией NH 4 F – 0,2 % и анодировании использовалось более низко людается либо частичное, либо полное отслаив веденных на рисунке 6 и в таблице 2 (600 В), п ю морфологии поверхности пленки. Прои . Анодирование в течение 20 минут и при на ой пленки и образованию пористой структуры T ую структуру, чем при анодировании титанов тронном распылении титана пленка имеет гр иоксида титана, полученных при анодировани побочными продуктами, устранение которых ом растворителе.
-изображения нанотрубок диоксида титана, получе клянных подложках с проводящим слоем FTO олучение пленок титана… 53
g О ь электрохимическому % мас. и H 2 O – 2 % мас. ое напряжение, так как вание пленки титана от показывает, что аноди- сходит формирование апряжении 20 В приво- TiO
2 . Однако нанотруб- вой фольги. Возможно, ранулированную струк- ии пленки, осажденных х возможно при ультра- енных
Н.Х.Ибраев, Д.А.Афанасьев и др. 54
Вестник Карагандинского университета По результатам работы была разработана и создана установка для получения пленок металлов методом магнетронного распыления. Преимуществом разработанной установки является возмож- ность контроля толщины пленок в процессе распыления. Система измерения толщины пленки в процессе ее напыления реализована на основе массочувствительного кварцевого резонатора. Она позволяет измерять толщину пленки в диапазоне от 1 нм до единиц микрометров. Установка по- зволяет получать тонкие пленки металлов с различной скоростью нанесения металла на поверхность подложки. Скорость нанесения определяется рабочим напряжением. Установлено, что с увеличением напряжения от 300 до 600 В скорость роста пленок увеличивается от 2,4 ангстрема до 4 ангстрем в секунду. При использовании разработанной установки были получены пленки титана с различными структурой и скоростью напыления. Исследована морфология поверхности пленок. Выявлено, что при напряжении около 300 В пленка имеет ярко выраженную гранулированную структуру. При на- пряжениях выше 400 В образуется однородная бездефектная пленка титана.
Список литературы 1 Yuxin T., Yanyan Zh., Jiyang D. Mechanical Force–Driven Growth of Elongated Bending TiO 2 –based Nanotubular Materials for Ultrafast Rechargeable Lithium Ion Batteries // Advanced materials. — 2014. — Vol. 26. — № 35. — P. 6111–6118. 2 Hui W., Li L., Chen C. Anodic TiO 2 Nanotube Arrays for Dye–Sensitized Solar Cells Characterized by Electrochemical Impedance Spectroscopy // Ceramics International. — 2012. — Vol. 38. — № 8. — P. 6253–6266. 3 Chang H., Chen C., Kao M., Chien S. Photoelectrode thin film of dye–sensitized solar cell fabricated by anodizing method and spin coating and electrochemical impedance properties of DSSC // Applied Surface Science. — 2013. — Vol. 275. — P. 252–257. 4 Xi M., Zhang Y., Long L., Li X. Controllable hydrothermal synthesis of rutile TiO 2 hollow nanorod arrays on TiCl 4 pretreated Ti foil for DSSC application // Journal of Solid State Chemistry. — 2014. — Vol. 219. — P. 118–126. 5 Li S., Liu Y, Zhang G, Zhao X., Yin J. The role of the TiO 2 nanotube array morphologies in the dye–sensitized solar cells // Thin Solid Films. — 2011. — Vol. 520. — № 2. — P. 689–693. 6 Kandiel T., Robben L., Alkaimad A., Bahnemann D. Brookite versus anatase TiO 2 photocatalysts: phase transformations and photocatalytic activities // Photochemical and Photobiological Sciences. — 2013. — Vol. 12. — № 4. — Р. 602–609. 7 Yang J., Mei S., Ferreira J.M.F. Hydrothermal synthesis of TiO 2 nanopowders from tetraalkylammonium hydroxide peptized sols // Materials Science and Engineering: C. — 2001. — Vol. 15. — № 1. — P. 183–185. 8 Sahni S., Bhaskar Reddy S., Murty B.S. Influence of process parameters on the synthesis of nano-titania by sol–gel route Ma- terials Science and Engineering A. — 2007. — Vol. 452. — P. 758–762. 9 Nam S.H., Hyun J.-S., Boo J.-H. Synthesis of TiO 2 thin films using single molecular precursors by MOCVD method for dye- sensitized solar cells application and study on film growth mechanism // Materials Research Bulletin. — 2012. — Vol. 47. — № 10. — P. 2717–2721. 10 Pierson H.O. Handbook of Chemical Vapor Deposition (CVD): Principles, Technology and Applications. — New Jersey, 1992. — P. 235. 11 Yan X.-M., Kang J., Gao L., Xiong L., Mei P. Solvothermal synthesis of carbon coated N-doped TiO 2 nanostructures with enhanced visible light catalytic activity // Applied Surface Science. — 2013. — Vol. 265. — P. 778–783. 12 Zhu Y., Li H., Koltypin Y., Hacohen Y.R., Gedanken A. Sonochemical synthesis of titania whiskers and nanotubes // Chemical Communications. — 2001. — Vol. 24. — Р. 2616–2617. 13 Wu X., Jiang Q.Z., Ma Z.F., Fu.M., Shangguan W.F. Synthesis of titania nanotubes by microwave irradiation // Solid State Communications. — 2005. — Vol. 136. — № 9. — P. 513–517. 14 Pugazhenthirana N., Murugesana S., Anandan S. Journal of Hazardous Materials. — 2013. — Vol. 263. — P. 541–549. 15 Wu H., Li L., Chen C., Diau E. Anodic TiO 2 Nanotube Arrays for Dye-Sensitized Solar Cells Characterized by Electrochemi- cal Impedance // Spectroscopy Ceramics International. — 2012. — Vol. 38. — P. 6253–6266. 16 Сериков Т.М., Ибраев Н.Х., Ильина Л.Ф., Смагулов Ж.Х. Влияние условий синтеза на поверхностные свойства пле- нок, образованных нанотрубками // Коллоиды и поверхности – 2015: Тезисы докл. IV Междунар. науч. конф. — Алматы: Изд-во «Арда», 2015. — С. 73. 17 Liua G., Hoivika N., Wangb X., Lub S., Wanga K., Jakobsena H. Photoconductive, free-standing crystallized TiO 2 nanotube mem- branes // Electrochimica Acta. — 2013. — Vol. 93. — P. 80–86. 18 Панфилов Ю. Нанесение тонких пленок в вакууме // Технологии в электронной промышленности. — 2007. — № 3. — С. 76–80. 19 Григорьев Ф.И. Плазмохимическое и ионно–химическое травление в технологии микроэлектроники. — М.: Моск. гос. ин-т электроники и математики. — 2003. — С. 133. 20 Кузано Д.А. Исследование тонких пленок и электрооптические эффекты // Физика и химия соединений / Под ред. С.А. Медведева. — М.: Мир, 1970. — С. 537–578. 21 Болгова Т.Г. Получение и свойства тонких пленок сульфида кадмия, легированных щелочными металлами и галоге- нами (Cl, Br). — Воронеж, 2009. — С. 126. 22 Петухов В.Ю., Гумаров Г.Г. Ионно–лучевые методы получения тонких пленок. — Казань, 2010. — С. 87. 23 Ежовский Ю.К. Поверхностные наноструктуры – перспективы синтеза и использования // Соровский образователь- ный журнал. — 2000. — Vol. 6. — № 1. — С. 56–63. Получение пленок титана… Серия «Физика». № 4(80)/2015 55 24 Данилин Б.С., Сырчин В.К. Магнетронные распылительные системы. — М.: Радио и связь, 1982. — 326 с. 25 Кельнер Р. Аналитическая химия. Проблемы и подходы. — М.: Мир, 2004. — 607 с.
Н.Х.Ибраев, Д.А.Афанасьев, Т.М.Серіков, Г.С.Аманжолова Кеуекті титан диоксидін синтездеу үшін магнетронды тозандандыру əдісімен титан қабыршақтарын алу Мақалада ВУП-4 базасында құрастырылған магнетронды тозандандыру жүйесінің (МТЖ) көмегімен алынған қабыршақтардың микроқұрылымын зерттеу кезіндегі нəтижелер берілген. Жобаланған МТЖ қабыршақтардың құрылымында айтарлықтай көзге көрінетін ақаулар байқалмайтын жəне өте жоғары жылдамдықта тұндыруға мүмкіндік береді. Қабыршақтарды тұңдыру жылдамдығы тозандандыру кернеуін өзгерту арқылы реттелді. Кернеу шамасы 300 ден 600 В дейін жоғарылатқанда қабыршақтарды тұндыру жылдамдығы 2,4 А/с-тан 4 А/сек дейін жоғарлайтыны анықталды. Кернеудің шамасы 300 В кезінде қабыршақтарды құрайтын түйіршектердің көлемі шамамен 2,5–3,5 мкм тең. Тозандандыру кезінде кернеудің шамасы 400–600 В кезінде алынған қабыршақтардың құрылымы біркелкі жəне ақаусыз екені анықталды. МТЖ əдісімен алынған қабыршақтардың элементтік талдауы жүргізілді. Магнетронды тозандандыру кезінде алынған қабыршақтарды анодтаудан кейін алынған кеуекті қабыршақтардың қалыптасуы келтірілген.
Fabrication of titanium films by magnetron sputtering for synthesizing porous films titanium dioxide In this paper presents the results of a microstructure study of the films obtained by magnetron sputtering system (MSS). This system collected on the basis of VUP-4. The developed MSS produces films with high deposition rate with a minimum of visible defects in the structure. Spray rate control performed by changing the sputtering voltage, which leads to a change in current, which increases and/or reduces the degree of ionization of the gas and dislodge target atoms. It is found that with increasing voltage of 300 to 600 V in the film growth rate increased from 2.4 to 4 angstroms per second. It was found that the stress of about 400 V in the granule was the film have a larger structure than the films obtained at 500 V and 600 V. An elemental analysis of the films produced by the energy dispersive analysis.
References 1 Yuxin T., Yanyan Zh., Jiyang D. Advanced materials, 2014, 26, 35, p. 6111–6118. 2 Hui W., Li L., Chen C. Ceramics International, 2012, 38, 8, p. 6253–6266. 3 Chang H., Chen C., Kao M., Chien S. Applied Surface Science, 2013, 275, p. 252–257. 4 Xi M., Zhang Y., Long L., Li X. Journal of Solid State Chemistry, 2014, 219, p. 118–126. 5 Li S., Liu Y., Zhang G., Zhao X., Yin J. Thin Solid Films, 2011, 520, 2, p. 689–693. 6 Kandiel T., Robben L., Alkaimad A., Bahnemann D. Photochemical and Photobiological Sciences, 2013, 12, 4, p. 602–609. 7 Yang J., Mei S., Ferreira J.M.F. Materials Science and Engineering: C, 2001, 15, 1, p. 183–185. 8 Sahni S., Bhaskar Reddy S., Murty B.S. Influence of process parameters on the synthesis of nano-titania by sol–gel route
9 Nam S.H., Hyun J.-S., Boo J.-H. Materials Research Bulletin, 2012, 47, 10, p. 2717–2721. 10 Pierson H.O. Handbook of Chemical Vapor Deposition (CVD): Principles, Technology and Applications, New Jersey, 1992, p. 235.
11 Yan X.-M., Kang J., Gao L., Xiong L., Mei P. Applied Surface Science, 2013, 265, p. 778–783. 12 Zhu Y., Li H., Koltypin Y., Hacohen Y.R., Gedanken A. Chemical Communications, 2001, 24, p. 2616–2617. 13 Wu X., Jiang Q.Z., Ma Z.F., Fu M., Shangguan W.F. Solid State Communications, 2005, 136, 9, p. 513–517. 14 Pugazhenthirana N., Murugesana S., Anandan S. Journal of Hazardous Materials, 2013, 263, p. 541–549. 15 Wu H., Li L., Chen C., Diau E. Spectroscopy Ceramics International, 2012, 38, p. 6253–6266. 16 Serikov T.M., Ibrayev N.H., Ilyna L.F., Smagulov Zh.Kh. Colloids and Surfaces 2015: Abstracts of the IV International. Conf., Almaty: Arda, 2015, р. 73. 17 Liua G., Hoivika N., Wangb X., Lub S., Wanga K., Jakobsena H. Electrochimica Acta, 2013, 93, р. 80–86. Н.Х.Ибраев, Д.А.Афанасьев и др. 56
Вестник Карагандинского университета 18 Panfilov Yu. Technology in the electronics industry, 2007, 3, 76–80 p. 19 Grigoriev F.I. Plasma-chemical and ion-chemical etching in the microelectronics technology, Moscow: Moscow State Insti- tute of Electronics and Mathematics, 2003, p. 133. 20 Cusano D.A. Physics and Chemistry of compounds, edit. S.A. Medvedev, Moscow: Mir, 1970, p. 537–578. 21 Bolgova T.G. Preparation and properties of thin films of cadmium sulfide doped with alkali metals and halogens (Cl, Br), Voronezh, 2009, p. 126. 22 Petukhov V.Yu., Gumarov G.G. Ion-beam methods of producing thin films, Kazan, 2010, p. 87. 23 Yezhovskiy Yu.K. Sоrov. educational journal, 2000, 6, 1, p. 56–63. 24 Danilin B.S., Syrchin V.K. Magnetron sputtering systems, Moscow: Radio and Communication, 1982, 326 p. 25 Kelner R. Analytical chemistry. Problems and approaches, Moscow: Mir, 2004, 607 p.
Серия «Физика». № 4(80)/2015 57
ТЕХНИКАЛЫҚ ФИЗИКА ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ƏОЖ 004.942 А.А.Айкеева 1 , Б.А.Жəутіков 2 , К.С.Роговая 1 , Ф.Б.Жəутіков 1 , П.А.Мухтарова 1
Е.А.Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті; 2 Х.Досмухамедов атындағы Атырау мемлекеттік университеті (E-mail: ksusharogovaya@mail.ru) Электромагниттік көтергіш қондырғысының «скип–бағыттаушы құрылғы» жүйесін зерттеу Мақала электромагниттік көтергіш қондырғы жүйесінің элементтерін модельдеуге арналған. Электромагниттік көтергіш қондырғының жұмыс істеу принциптері көрсетілген, сонымен бірге «скип–электромагнит» жүйесінің имитациялық 3-D модельдеуі жасалған. Тұрақты магниттер жəне электромагниттер скипте жəне бағыттауыш құрылғыларда орналасқан. Модельдеу элементтері əр кезеңде суреттермен бейнеленеді. 3-D модельдеу нəтижесінде жұмыста өзекшенің үш элементіне талдау жасалып, олардың салыстырма диаграммасы құрастырылған.
күші.
Конструкцияларды есептеу мен жобалаудың компьютерлік жабдықтарының дамуы радиоэлектроника, машина жасау, автомобиль жасау, тау-кен өндіру жəне өндірістің т.б. əр түрлі салаларында кəдімгі құралы болған модельдерді жасау мүмкіндігін туғызды. Компьютерлік модельдердің қонымдылығы зерттелетін объект түпнұсқасының (немесе толық объектілер кластарының) қасиеттерін анықтайтын негізгі факторларын анықтауға, атап айтқанда, модельденетін физикалық жүйесінің оның параметрлері мен бастапқы жағдайлары өзгерісіне əсерін зерттеуге мүмкіндік береді [1]. Берілген жұмыста бірқатар бағдарламаларды зерттеу нəтижесінде версиясы 14.0 болатын ANSYS бағдарламасы таңдап алынды. Берілген бағдарлама CAD/CAM/CAE жүйелердің класына жататын заманауи аяқталған элементті бағдарламалық өнім болып табылады. Жүйенің модельденуі ANSYS Multiphysics бөлімінде жүргізіледі. Қазіргі заманғы ақпараттық əдістер жүйелік талдауға негізделіп, жоғарыда аталған машиналарды модельдеудің негізіндегі эксплуатациялау жəне жасау технологиясының ерекшеліктерін, олардың электромагниттік өрістің сызықтық емес теориясының əдістері арқылы жүзеге асырылуын ескереді. Бұдан басқа əр түрлі бұйымдар мен конструкциялардың қазіргі заманғы теориялық есептеу мен жобалау əдістері соңғы элементтер əдісін белсенді түрде қолдануын қарастырады. Айтылып отырған соңғы элементтер əдісінің шоғырландырылған түрі ANSYS қолданбалы бағдарламалар пакеті болып табылады. Бұл көзқарас тұрғыдан ANSYS қолданбалы бағдарламалар пакеті теориялық та, аналитикалық та зерттеулер кезінде қолданылу мүмкін [2]. Жүйе элементтерін автоматтандыру мақсатында келесі мəселелерді шешу қажет: құрылымдық-технологиялық факторларды ескере отырып, электромагнитті көтергіш қондырғысының электромагниттерін модельдеу мен есептеудің əдістерін жасау; электромагниттердің беріктігін, сенімділігі мен төзімділігін қамтамасыз ету үшін автоматтандырылған талдау жүйесін жасау; барлық қажет параметрлерді есептей отырып, элементтердің автоматты түрде ауысып қосылуына қол жеткізу.
А.А.Айкеева, Б.А.Жəутіков т.б. 58
Автоматтандырылған жүйел комплексті түрде ескеретін қонды Модельдеудің алдында өза бойынша «скип» бетінде тұрақты көтергіш қондырғының бағыттау ауысып қосылатын электромагни біреуін таңдау қажет болды. Нə жүріп қозғалу жылдам жəне күр алынды. Скип пен электромагнитт электромагниттерінің негізгі элем модельдеудің мақсаты қымбат оңтайлы жəне тиімді параметрле қолданбалы бағдарламалар пакет жүйесінің органикалық өзара б сипаттау үшін қажет жүйелік амал Имитациялық модельдеу 3D бойынша симметриялығын еск электромагниттердің көлденең қи жұмыс жазықтығында ауа кеңістіг бір объект ретінде қарастырылады пен орам арасындағы ауа қабаты параллелепипед (өзек пен ауа қаб Объектіні қоршайтын ауа қабаты бір бөлігі түрінде көрсетілген. А магнит индукция В векторы мен көлденең қимасының ауданын бө қана 3D-модельдері үшін қолда кезеңдері 1-суретке сай жүргізілді
1-сурет. Электр Электромагниттердің көлден облыстарды құру үшін үш төбесін ортаның (ауа) имитациясын көрс кезеңде модельдің облыстарын со көп элементтер пайда болса, соғ элементтерге бөлінуі 2-суретте кө
Вестник Караг лік талдаудың негізінде құрылымдық-технол ырғының электромагниттерінің модельдері жас ара əсерлесуші элементтерді таңдау сұрағ магниттер немесе электромагниттер орналасы ушы құрылғыларында берілген параметрлер иттер орналасу қажет. Бастапқыда соленоид тижесінде əсерлесу элементі ретінде солено рт болғандықтан, əсерлесу элементі ретінде ті көтергіш қондырғысының бағыттаушы менттерінің əсерлесудің динамикалық проце тəжірибелерді өткізбей-ақ есептеулер жүр ерін анықтау болып табылады. Қазіргі заман ттерінің мүмкіндіктері ортақ динамикалық байланысқан буындарының көпфакторлы д лын жеткілікті толық жүзеге асыруға мүмкінд D-модельдеу форматында жүргізілді жəне кере отырып, есептеу бірінші квадрант имасының төрттен бір бөлігі үшін жүргізілді. гімен қоршалған металл құрыш
өзегі көрсетіл ы — өзектің берілген параметрлері бойынша т облысынан құрастырылған параллелепипед. баты облысы) бір-бірімен қабаттасып, ортақ э ы құрыш өзегі мен ауа қабаты облысын қамты Ауа үшін магнит өтімділігінің параметрлері н магнит өрісінің Н кернеулігінің параметр өлу үшін SOLID 96 элементі [3] қолданылады анылады. ANSYS бағдарламалық ортада жүр і.
ромагниттің имитациялық 3-D модельдеудің кезеңд нең қимасының төрттен бір бөлігінің имитаци нің координаталары бойынша параллелепипед сететін облыстар цилиндрдің сегменттері бо оңғы элементтерге бөлу жүргізіледі. Мұнда б ғұрлым есептің шешу дəлдігі жоғары болады өрсетілген. гандинского университета логиялық факторларды салды. ғы қойылды. Жоспар ып, ал электромагнитті р бойынша автоматты немесе электромагнит оидты қолданған кезде электромагнит таңдап ы қондырғыларының естерінің имитациялық ргізу арқылы жүйенің нғы компьютерлер мен «скип–электромагнит» динамикалық күйлерін дік береді [3]. 3D-модельдеудің ось түрінде көрсетілген . 1-суретте көрсетілген лген. Құрыш өзегі тұтас тұрғызылған жəне өзек Құрастыру кезінде екі элементке біріктріледі. ып цилиндрдің төрттен беріледі, ал өзек үшін рлері беріледі. Өзектің ы. Берілген элемент тек ргізілген модельдеудің тарды орнату дері
иясын жүзеге асыратын д бейнеленеді. Сыртқы олып табылады. Келесі бөлу кезінде неғұрлым ы. Облыстардың соңғы
Серия «Физика». № 4(80)/2015 2-сурет. Бөлу облыстарын Электромагнитті модельдеуд саны, ішкі радиус, сыртқы радиу полюстерін анықтайтын токтың бағытымен бағыттас болса, онда орналасады. Нəтижесінде алын көрсетілген, яғни ораммен қорш элементін айқын елестету үшін ор Электромагнит туғызатын та нəтижесінде алынған Максвелл т өріс біртекті жəне полюстер қаны мұнда B б (Тл) — индукция; Ф б ( ауданы.
Модельдің есептеуін ANSY анықталып алынды (4-сур.). қондырғысының элементтерінің ө қондырғының əр түрлі белгілі мүмкіндік береді. Бұл қондырғын бола алады. Электромагниттік кө анықтау 3-сурет. Электрома дің келесі кезеңінде орамның параметрлері бе ус, орамдағы ток күші, орамның қалыңдығы ң бағытын белгілеу. Берілген жағдайда то а төменгі жақта оңтүстік полюс, ал жоғары ж нған жəне есептеп шешуге дайын болаты шалған құрыш өзегінің төрттен бір бөлігі рам толығымен көрсетілген. арту күшін полюстердің беттеріне əсер ететін теңдеуі бойынша есептеуге болады. Егер де ж ықпаған болса, онда Максвелл теңдеу келесі тү 2 2 0 0 1 1 , 2μ 2 μ b b F P B S (Вб) — жұмыс саңылауындағы магнит ағын
4-сурет. Модельді есептеу YS бағдарламасында жүргізген кезде электро Электромагниттің тарту күшін элект өзара күштік əсерлесуін талдау үшін анықтау қ параметрлері үшін бірқатар виртуалды тəж ның физикалық моделіне жұмсалатын шығын өтергіш қондырғысының… 59 агнит моделі елгіленеді: орамдардың мен электромагниттің ок күші сағат тілінің жақта солтүстік полюс ын модель 3-суретте бейнеленген. Модель н магнит өрісін талдау жұмыс саңылауындағы үрде болады: ны; S (м 2 ) — полюстің омагниттің тарту күші тромагнитті көтергіш қажет. Берілген модель жірибелерді жүргізуге ндарды үнемдеуге негіз
А.А.Айкеева, Б.А.Жəутіков т.б. 60
Құрыш өзекті модельден ба ферромагнитті материалдан жа сипаттамаларының əр түрлі көрс электромагниттің тарту күшін есе есептеу 5 (б) суретте көрсетілген.
5-сурет. Темір (а Үш түрлі өзек үшін жүргі салыстырмалы гистограмма құр жүргізілгендіктен, тарту күші бізд
Электромагниттердің параме тəжірибелер өткізіліп, электрома электромагниттерінің электромаг электромагниттерімен өзара əсерл
технологиялары» басымдығы бой Вестник Караг асқа тəжірибелерде өзектің тағы да екі вар асалған өзек жəне темірден жасалған ө сеткіштері үшін жүргізілді. Нəтижесінде фе ептеу 5 (а) суретте, ал темір өзегі бар электро б) ) жəне ферромагнитті (б) өзектері бар модельді есе ізілген талдау мен есептеудің нəтижесінде растырылды. Есептеу электромагниттің төр дің жағдайда 4-ке көбейтіледі. 6-сурет. Салыстырмалы гистограмма етрлерін жəне ток күшін белгілі қадаммен өзг агниттің тарту күшінің өзгерісі зерттелді. гнитті көтергіш қондырғысының бағыттауш лесу моделін тұрғызудың бірінші кезеңі болып ты қаржыландыру аумағында «Пайдалы йынша «Электромагнитті көтергіш қондыр гандинского университета рианты қарастырылды: өзек. Есептеу магнит ерромагнитті өзегі бар омагниттің тарту күшін ептеу 6-суретте келтірілген рттен бір бөлігі үшін
герте отырып, бірқатар Берілген жұмыс скип шы қондырғыларының п табылады.
Электромагниттік көтергіш қондырғысының… Серия «Физика». № 4(80)/2015 61
Əдебиеттер тізімі 1 Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах / Под общ. ред. Д.Г. Красковского. — М.: КомпьютерПресс, 2002. — С. 7. 2 Андреева Е.Г., Шамец С.П. Расчет стационарных магнитных полей и характеристик электротехнических устройств с помощью программного пакета ANSYS: Учеб. пособие. — Омск: Изд-во ОМГТУ, 1992. — 92 с. 3 Справочная система ANSYS 6.1, ANSYS Inc. — 2002. — 43 с.
А.А.Айкеева, Б.А.Жаутиков, К.С.Роговая, Ф.Б.Жаутиков, П.А.Мухтарова жүктеу/скачать 11,76 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|