Cтраница 2
Как и увеличение геометрических размеров, увеличение длительности нагрузки приводит к снижению изолирующих свойств из-за статистической природы наблюдаемых явлений. Не следует, однако, ожидать, что это влияние времени проявит себя статистически так же, как влияние объема. Это связано с тем, что параллельно развивающиеся процессы в большинстве случаев взаимно независимы и поэтому должны учитываться законом преобразования масштабов как взаимно независимые во времени процессы. Взаимная зависимость процессов в последовательных интервалах времени часто объясняется моделью накопления дефектов при пробое твердого тела. В каком-либо из рассматриваемых интервалов времени это приводит к необратимому разрушению изоляции каналом частичных разрядов, и в следующий момент через образовавшийся сквозной канал происходит разряд. [16]
Вольт-секундные характеристики пробоя в параллельной системе сред горная порода-технологическая среда в условиях ЭЙ аналогичны таковым для стандартных условий пробоя каждой среды в отдельности. Следует лишь учитывать комбинированный характер пробоя, общее увеличение длины канала разряда и факторы, связанные с влиянием формы электродов. В оптимальных условиях воздействия, когда вероятность пробоя твердого тела достигает максимума и становится наибольшей длина канала разряда, напряжение пробоя системы приближается к напряжению пробоя твердого тела в эквивалентном разрядном промежутке ls ( ls 41 / п) с подобной геометрией поля. [17]
Следует отметить, что для всех видов обрабатываемого сырья эти зависимости имеют одинаковый характер, что указывает на идентичность физических явлений, сопровождающих процесс. Однако активная зона разрушения, пропорциональная кубу длины рабочего промежутка, мала, и в процесс разрушения вовлекается незначительное количество материала. Увеличение рабочего промежутка приводит как к росту зоны разрушения, так и к увеличению доли энергии, выделившейся в канале разряда за первый полупериод колебаний разрядного тока, что при высокой степени вероятности внедрения канала разряда приводит к росту удельной производительности процесса. Этот механизм объясняет восходящую ветвь зависимости a - f ( l) при U const до момента, когда уровень амплитуды напряжения импульса становится недостаточным для пробоя твердого тела. Дальнейшее увеличение рабочего промежутка приводит к резкому уменьшению вероятности внедрения канала разряда в твердое тело, т.е. электроимпульсный процесс переходит в электрогидравлический. Уровни энергии, используемые в электроимпульсной технологии, недостаточны для осуществления эффективного разрушения электрогидравлическим способом, и процесс дезинтеграции материала прекращается. Увеличение амплитуды импульса напряжения должно увеличивать производительность импульса и сдвигать оптимальные значения в сторону больших длин рабочего промежутка, что хорошо подтверждается приведенными экспериментальными данными. На рисунке 2.23 представлены также расчетные значения производительности единичного импульса от длины рабочего промежутка при различных уровнях напряжения. Соответствие экспериментальных и расчетных значений удовлетворительное, что указывает на правомерность применения использованной нами расчетной модели для выбора оптимальных соотношений длин рабочего промежутка и амплитуды напряжения с целью достижения максимальной удельной производительности. Следует отметить, что расчетные значения производительности единичного импульса при больших размерах рабочего промежутка лежат ниже, чем экспериментальные значения. Этим может быть объяснено накоплением дефектов в разрушаемом материале при многократном ударном воздействии с уровнями единичного воздействия ниже разрушающих значений, что не учитывается в расчетной модели. [18]
Согласно зонной теории твердого тела, если имеется достаточное число электронов для заполнения всех разрешенных энергетических состояний одной или нескольких зон и последняя заполненная зона не соприкасается и не перекрывается со следующей зоной, то при абсолютном нуле совершенный кристалл такого вещества является изолятором. Энергетический разрыв между самыми высокими занятыми состояниями и самыми низкими незанятыми называется областью запрещенных значений энергии или запрещенной зоной. При этом уровень Ферми проходит посредине запрещенной зоны. Если ширина запрещенной зоны мала, то при повышении температуры электроны из занятой зоны будут переходить на незанятые энергетические состояния следующей зоны. В этом случае приложение разности потенциалов приведет к появлению проводимости, поскольку имеется достаточно большое число незанятых состояний, по которым эти электроны могут свободно двигаться. Такие вещества известны под названием собственных полупроводников. Если ширина запрещенной зоны достаточно велика, то тепловая энергия, необходимая для активации электронов в зону проводимости, может оказаться настолько высокой, что это вызовет смещение и миграцию атомов или даже пробой твердого тела. Такое положение характерно для некоторых изоляторов при обычных температурах. Значение ширины запрещенной зоны для гомологических рядов веществ является мерой прочности связи между атомами в кристалле. [19]
Согласно зонной теории твердого тела, если имеется достаточное число электронов для заполнения всех разрешенных энергетических состояний одной или нескольких зон и последняя заполненная зона не соприкасается и не перекрывается со следующей зоной, то при абсолютном нуле совершенный кристалл такого вещества является изолятором. При этом отсутствует перекрытие кривых зависимости плотности состояний от энергии ( см. фиг. Энергетический разрыв между самыми высокими занятыми состояниями и самыми низкими незанятыми называется областью запрещенных значений энергии или запрещенной зоной. При этом уровень Ферми проходит посредине запрещенной зоны. Если ширина запрещенной зоны мала, то при повышении температуры электро-аы из занятой зоны будут переходить на незанятые энергетические состояния следующей зоны. В этом случае приложение разности потенциалов приведет к появлению проводимости, поскольку имеется достаточно большое число незанятых состояний, по которым эти электроны могут свободно двигаться. Такие вещества известны под названием собственных полупроводников. Если ширина запрещенной зоны достаточно велика, то тепловая энергия, необходимая для активации электронов в зону проводимости, может оказаться настолько высокой, что это вызовет смещение я миграцию атомов или даже пробой твердого тела. Такое положение характерно для некоторых изоляторов при обычных температурах. Значение ширины запрещенной зоны для гомологических рядов веществ является мерой прочности связи между атомами з кристалле. [20]