История электротехники

При высоковольтном разряде (электрогидравлическая обработка) используют электрогидравлический эффект, впервые примененный для технологических целей Л.А. Юткиным (1946 г.).

Рабочим веществом, как правило, служит техническая вода. Электрический разряд протекает в герметичной камере. В канале разряда происходит почти мгновенное испарение жидкости и образуется ударная волна. Силы, деформирующие заготовку, создаются главным образом ударной волной, а также высоким давлением в возникающем парогазовом пузыре. Энергия разряда может достигать десятков килоджоулей, а его длительность составляет несколько десятков микросекунд при токах до 50 кА и длине разрядного промежутка в несколько сантиметров. Скорость фронта ударной волны превышает скорость звука в воде и доходит до 3000 м/с. Максимальное давление в газовом пузыре доходит до 1•10¹⁰ Па. Линейные размеры обрабатываемых листовых заготовок толщиной до 5 мм могут превышать 1 м.

При электрическом взрыве генератор электрического импульса (накопительный конденсатор) разряжается на проводник, состоящий из одной или нескольких проволок, фольги или сетки. Проводник располагают в диэлектрической жидкости. При протекании импульса тока большой силы проводник нагревается и происходит его взрывное испарение. Дальнейший механизм воздействия на обрабатываемую заготовку и параметры взрывной волны аналогичны рассмотренным выше.

Применяют еще одну разновидность электровзрывной обработки — электрический взрыв в вакууме, который используют для нанесения покрытий. Покрытия наносят на различные материалы (в том числе на керамику и стекло) без предварительного нагрева изделия. 

7.3.3. ПРОЧИЕ МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

К числу новых направлений электротехнологии относится применение сильных электрических полей для непосредственного воздействия на частицы диспергированных материалов с целью получения готового продукта. В нашей стране это направление получило название «эллектронно-ионная технология», а за рубежом — «промышленное применение электростатики».

В России первые установки электронно-ионной технологии появились в начале XX в. Это были электрофильтры небольшой производительности для очистки дымовых газов от золы. Заметное распространение электрофильтры получили в 20-х годах нашего столетия.

Интенсивное развитие различных направлений электронно-ионной технологии в СССР началось в 60-х годах и связано с именем академика В.И. Попкова, который объединил усилия известных ученых Е.М. Балабанова, И.П. Верещагина, С.П. Жебровского, В.И. Левитова, Н.Ф. Олофинского, работавших в различных областях техники по применению сильных электрических полей.

В настоящее время сформировались следующие основные направления использования сильных электрических полей в электротехнологии.

Электрогазоочистка — удаление из промышленных газовых выбросов взвешенных в них частиц пыли или золы за счет действия электрического поля на предварительно заряженные частицы.

Нанесение защитных и декоративных покрытий в электрическом поле — зарядка и организация под действием поля движения заряженных частиц краски или полимерного порошка в направлении окрашиваемой поверхности и равномерное распределение их по поверхности при осаждении.

Электросепарация — использование различия в физических свойствах частиц различных материалов для разделения их смеси в процессе зарядки и движения в электрическом поле.

Электропечать — использование избирательного осаждения частиц проявителя на фотополупроводящие слои, на которых формируется скрытое электростатическое изображение объекта.

Электрофлокирование — ориентация, зарядка и осаждение в электрическом поле на основу частиц волокнистых материалов с целью получения ворсовых покрытий, ковров и т.д.

В этих работах в 60–70-е годы принимали участие следующие организации: Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского, Московский энергетический институт и Научно-исследовательский институт очистки газов.

7.4. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

7.4.1. ЗАРОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Создание первого источника тока — вольтова столба — привело к зарождению новой технологии, которая позднее получила название электрохимической.

Уже в 1800 г. В. Никельсон и А. Карлейль (Англия) разложили воду с помощью тока, полученного в вольтовом столбе. Образование осадков металлов при электролизе растворов солей было обнаружено в опытах, проводимых В. Никольсоном и А. Карлейлем, В. Крюйкшенком (Англия), В. Грюнером, В. Бекманом (Германия), Ш.Б. Дезормом (Франция) и И. Ганом (Швеция).

В 1807 г. X. Дэви (Англия) выделил натрий и калий электролизом расплавов.