Главная страница » Работы на конкурс » Технические науки » Выпускная квалификационная работа “Проектирование пресс-формы для модернизации и оптимизации процесса получения составных ветвей термоэлектрических материалов методом одностороннего прессования в замкнутой матрице для дальнейшего производства термоэлектрических преобразователей энергии”

Выпускная квалификационная работа “Проектирование пресс-формы для модернизации и оптимизации процесса получения составных ветвей термоэлектрических материалов методом одностороннего прессования в замкнутой матрице для дальнейшего производства термоэлектрических преобразователей энергии”

Автор (ы)

Пожарнов Артем Дмитриевич

Аффилиация

ФГАОУ ВО СПбПУ, г.Санкт-Петербург

Научный руководитель

Золотов Александр Максимович

Аннотация

Конвертация тепловой энергии в электрическую и наоборот с помощью термоэлектрических преобразователей остается крайне важной и перспективной сферой науки и техники. Обладая уникальным сочетанием конструктивных и эксплуатационных характеристик (прямое преобразование энергии, отсутствие движущихся частей, бесшумность, автономность и долговечность работы), эти устройства уже положительно зарекомендовали себя как в областях, связанных с военно-промышленным комплексом, так и в повседневной жизни.

Одним из главных конкурентных преимуществ при производстве термоэлектрических преобразователей энергии является получение качественных термоэлектрических материалов (далее ТЭМ). Наибольшего внимания в промышленных масштабах изготовления ТЭМ добились прессование в замкнутой матрице, экструзия и зонная плавка, относящаяся к группе методов направленной кристаллизации.

Разработка изделий из порошковых материалов связана с формованием. На этой стадии дисперсное, сыпучее тело приобретает свойства твердого. Для проведения операции формования применяют различные инструменты: пресс-формы, которые устанавливают на прессах, экструдеры инжекционных и иных установок, прокатные валки станов для
получения лент и листов. Все группы инструментов характеризуются определенными требованиями к поверхности, прочности и долговечности.

Прессование в замкнутой матрице позволяет получать ветви термоэлементов различной геометрической формы и с точно заданными размерами. В данном случае рассматривается процесс холодного одностороннего прессования в замкнутой матрице составной ветви p-n материалов, разделенных диэлектриком.

Вследствие составного вида ветвей имеется место ряд технологических проблем, связанных с неравномерной засыпкой слоев, особенно тонких, что приводит к уменьшению как термоэлектрических, так и механических свойств готового изделия. На данный момент засыпка ведется следующим образом: оператор слой за слоем в заданном порядке засыпает материалы в собранную матрицу через воронку, ограничивая объем верхним пуансоном и обстукивая его и матрицу киянкой для выравнивания слоя. После засыпки следует холодное прессование с выдержкой при ограничении давления прессования. Получаемые элементы вследствие неравномерности засыпки и ряда других причин могут получаться разновысотными, что привело к введению трудоемкой технологической операции по геометрическому контролю элементов.

Целью данной работы является проектирование пресс-формы для модернизации и оптимизации процесса получения составных ветвей термоэлектрических материалов методом одностороннего прессования в замкнутой матрице.

Основная идея заключается в введении в конструкцию подвижной матрицы, что позволит засыпать ряд нижних тонких слоев материалов вровень с матрицей во избежание неравномерности. После такой засыпки, используя ограничительные кольца, оператор сможет поднять матрицу по отношению к нижнему пуансону для дальнейших операций.

Подобное нововведение позволит также выпрессовывать готовый образец из матрицы. Помимо этого, обоснованным видится модификация верхних пуансонов с целью ограничения процесса не давлением прессования, а ходом
пуансонов, что позволит получать образцы одинаковой высоты.

Содержание работы

Конкурс, в котором автор работы принял участие:

High Goals – 2020: открытый международный конкурс инициативных научно-исследовательских проектов

Отрасль наук

Форма представления работы

Дата публикации работы: 04.12.2020

Смотреть похожие работы

Выпускная квалификационная работа “Водозаборный узел системы водоснабжения сельского поселения Троицкое Омской области”

В выпускной квалификационной работе для обеспечения потребителя водой была запроектирована насосная станция I подъема на реке Иртыш с подачей 0,02 м3 /с. По степени обеспеченности подачи воды принимается вторая категория надежности. В качестве водозабо …

Выпускная квалификационная работа “Разработка СМК для аккредитации испытательной лаборатории ПАО «Автодизель» с учетом требований ГОСТ ISO/IEC 17025 – 2019”

Испытательная лаборатория – это значимая часть инфраструктуры любого предприятия. В процессе проведения испытаний испытательная лаборатория должна гарантировать беспристрастность при работе с заявителем, независимость в принятии решений, обладать непри …

Выпускная квалификационная работа “Проект создания автомоек самообслуживания на базе центрального теплового пункта”

Цель работы: разработка проекта автомойки самообслуживания. Объектом исследования – услуги мойки автомобилей. Предметом исследования – автомойка самообслужи­вания в городе Санкт-Петербург. Гипотеза исследования: для автомойки самообслуживания в качеств …

Выпускная квалификационная работа “Изготовление сувенирных изделий из порошковых материалов”

Значки, медали и монеты всегда пользовались спросом. Эти художественные изделия, сделанные из металлов, указывали на определенные достижения человека в различных областях, а также на принадлежность к группе или организации. В настоящее время художестве …