Существенный вклад в ресурсо- и энергосбережение при эксплуатации энергетических установок, электрических аппаратов и электротехнического оборудования могут внести электрические контакты из разработанных в Объединенной научно-исследовательской лаборатории качества, обрабатываемости и композиционных материалов (ОНИЛКОМ) Чувашского государственного университета объемных наноструктурных материалов на основе меди.
Эти материалы промышленно изготавливаются на 3-х производствах, созданных в России по проектам наших ученых и специалистов во главе с профессором кафедры технологии машиностроения и научным руководителем ОНИЛКОМ Шалуновым Евгением Петровичем, под защищенным торговым знаком ДИСКОМ® и по их патентам.
К указанным контактам относятся:
– разрывные контакты электрических аппаратов (рисунок 1), в частности, железнодорожной техники (рисунок 2);
– электроды контактной сварки (рисунок 3);
– токоподводящие наконечники для электродуговой сварки проволочным электродом в среде защитных газов (рисунок 4).
Эффективность этих контактов иллюстрируют графики их ресурса на рисунках 3 и 4.
Благодаря превосходству ресурса электродов, наконечников над такими же изделиями, изготавливаемыми из стандартных электротехнических бронз, в разы снижается потребность в них для их потребителей, т.е. экономятся материальные ресурсы, к которым относятся становящаяся все более дефицитной медь.
Применение электрических контактов из объемных наноструктурных материалов ДИСКОМ® позволяет также существенно экономить и потребление электрической энергии.
Сравнительные производственные испытания, проведенные на автозаводе FORDв городе Детройте ,показали, что электроды из бронзы CuCrZr328 при сварке оцинкованной стали толщиной 0,8 мм + 0,8 мм марки G60 (аналог российской стали 08кп) выдерживают не более 3200 сварных точек, тогда как электроды из американского материала GlidCop®AL-60 – почти 6000 сварных точек, но при этом эти электроды потребляют бóльший, чем другие электроды сварочный ток (от 12,5 кА до 17,5 кА).
Электроды из медного нанокомпозиционного материала ДИСКОМ® С16.102 имеют одинаковую стойкость с электродами из материала GlidCop®AL-60, но при этом потребляют сварочный ток силой от 9,0 кА до 16,0 кА, что обеспечивает, примерно, 20…30%-ную экономию электроэнергии сварочного производства (показать область между кривыми для материала GlidCop®AL-60 и материалом DISCOM®С16.102 – в бумажной распечатке эта область выделена желтым цветом).
(Причиной меньшего потребления электроэнергии является малое переходное сопротивление медных наноструктурных материалов. Это объясняется тем, что окисная пленка, образующаяся на поверхности медных наноструктурных материалов с упрочняющими оксидными частицами, имеет непрочную связь с основным металлом и легко отслаивается, т.е. происходит процесс «самозачищения» рабочей поверхности электродов. Этому также способствует наличие в этих материалах дисперсных включений графита).
