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 “Математические основы теории рекламного медиапланирования”

Медиапланирование помогает понять, каким образом ценностное предложение будет достигать целевой аудитории. Так как целостная стратегия продвижения через комплекс каналов дает лучшие результаты, чем разовая рекламная активность в ограниченном числе кана …

Выпускная квалификационная работа “Разработка информационной системы сбора и анализа цифрового следа студентов”

В настоящее время актуальность анализа данных успеваемости студентов с целью возможности редактирования учебного процесса обуславливается тем, что большинство учебных организаций получают данные только к концу семестра, когда они уже не всегда актуальн …

Выпускная квалификационная работа “Получение наноструктурного порошка состава ZnMoO4 методом ультразвукового спрей-пиролиза”

В связи с ростом спроса на крупномасштабные накопители энергии разработка нового поколения литий-ионных аккумуляторов является очень актуальной задачей. Одним из наиболее популярных аднодных материалов для литий-ионных батарей является графит. Однако г …

Выпускная квалификационная работа “Стратегия создания образовательного портала взаимодействия студентов и преподавателей техникума”

Задачи развития и усовершенствования информационной среды взаимодействия руководства, преподавателей среднего учебного заведения и студентов на современном этапе развития общества и эволюции человечества это прежде всего – создание интуитивно понятных …