江西省新余市第四中學(xué) 胡亦安

加速壽命時(shí)間點(diǎn)與橋絲材料電阻變化的關(guān)系研究

江西省新余市第四中學(xué) 胡亦安

在濕度條件、溫度條件恒定的情況下，不同的橋絲材料電極電阻，在加速壽命試驗(yàn)中，各個(gè)時(shí)間點(diǎn)上都會(huì)產(chǎn)生一定的變化。在不同壽命時(shí)間點(diǎn)中，對電阻均值進(jìn)行了t顯著性檢驗(yàn)。經(jīng)本文研究結(jié)果表明，在室溫下貯存20天；在95%濕度、50℃的條件下分別貯存9天、14天、21天，金絲電極電阻的初始電阻，均發(fā)生了顯著的改變，而鎳鉻絲電極電阻，并沒有產(chǎn)生顯著的變化。

加速壽命點(diǎn)；橋絲材料；電阻變化

前言

橋絲是一種重要的材料，在很多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。尤其是在電火工品當(dāng)中，其更是發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在橋絲材料中，其電阻變化情況，對其實(shí)際應(yīng)用性能有著直接的影響。而在不同的加速壽命時(shí)間點(diǎn)上，不同橋絲材料，其電阻值也會(huì)產(chǎn)生不同的變化?；诖?，本文通過試驗(yàn)的方式進(jìn)行了研究，進(jìn)而探索了加速壽命時(shí)間點(diǎn)與橋絲材料電阻變化的關(guān)系。

1.橋絲材料電阻變化的基本概述

作為一種重要的能量轉(zhuǎn)換裝置，橋絲式電火工品在很多領(lǐng)域中都有著重要的應(yīng)用。其中，橋絲是一個(gè)十分重要的部分，輸入的電能通過橋絲轉(zhuǎn)換為熱能，向藥劑傳遞熱量，使其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)[1]。如果橋絲中達(dá)到一定的電流值，橋絲所轉(zhuǎn)換的熱能，和電阻值之間，具有正比的關(guān)系。而如果橋絲的電阻值發(fā)生變化，其能量轉(zhuǎn)換閾值、能量轉(zhuǎn)換效率等都會(huì)產(chǎn)生變化，進(jìn)而會(huì)對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生相應(yīng)的影響。所以，在橋絲電阻的使用、貯存、生產(chǎn)當(dāng)中，對于相應(yīng)電火工品質(zhì)量及合格率的判斷，通常將橋絲電阻的變化作為關(guān)鍵性的參數(shù)指標(biāo)。在產(chǎn)品的生產(chǎn)當(dāng)中，在不同溫度及濕度環(huán)境下貯存一段時(shí)間之后，焊好的電極可能發(fā)生電極電阻超差的情況，進(jìn)而對產(chǎn)品質(zhì)量造成不良影響。基于此，本文選擇金絲、鎳鉻絲為例，通過試驗(yàn)的方式，研究了在不同的貯存時(shí)間點(diǎn)條件下，不同橋絲材料電極電阻的變化情況，從而了解濕度、溫度等環(huán)境條件對電火工品電極電阻的影響。

2.加速壽命點(diǎn)與橋絲材料電阻變化的關(guān)系試驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)電極與加速壽命試驗(yàn)

在特定的濕度和溫度環(huán)境中，對所有的電極進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)，采用電雷管電極生產(chǎn)工藝制作金絲橋絲材料，采用電爆管電極生產(chǎn)工藝，制作鎳鉻絲橋絲材料。根據(jù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的火工品加速壽命試驗(yàn)方法，將某非密封包裝的電雷管電極、電爆管電極進(jìn)行20天的室溫環(huán)境貯存，然后在95%濕度環(huán)境、50℃溫度環(huán)境下，分別進(jìn)行3天、9天、14天、21天的加速壽命試驗(yàn)。在各個(gè)貯存時(shí)間點(diǎn)中進(jìn)行取樣，然后在干燥器中進(jìn)行2小時(shí)的冷卻，對其電阻變化、外觀變化等進(jìn)行觀察和檢測。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)分析

在不同的貯存時(shí)間點(diǎn)中，取樣進(jìn)行觀察，能夠看出，在加速壽命試驗(yàn)的第9天時(shí)，金絲和鎳鉻絲電極焊點(diǎn)都發(fā)生了金屬光澤暗淡消退的情況。隨著貯存時(shí)間的不斷增加，越來越多的產(chǎn)品開始失去原有的金屬光澤。與套在電極外面的管殼徑向膨脹尺寸相比，電極的徑向膨脹尺寸更大，而在電極塞、管殼相互接觸的位置，并未發(fā)生肉眼可見的服飾情況，同時(shí)也沒有形成新的物質(zhì)成分[2]。在不同貯存時(shí)間點(diǎn)上，分別對金絲電極、鎳鉻絲電極的電阻值進(jìn)行測量。根據(jù)得出的結(jié)果能夠看出，金絲電極、鎳鉻絲電極在完成焊接之后，在干燥、室溫的狀態(tài)下放置20天，二者的電阻值都產(chǎn)生了一定的改變。其中，金絲電極平均電阻變化率為7.68%，鎳鉻絲電極平均電阻變化率為0.20%，金絲的電阻變化率顯然更大。在加速壽命試驗(yàn)當(dāng)中，設(shè)定了恒定不變的濕度條件和溫度條件，發(fā)現(xiàn)在不同的時(shí)間點(diǎn)當(dāng)中，金絲的電阻值和加速壽命試驗(yàn)之前相比，都產(chǎn)生了一定的改變。當(dāng)電阻測試環(huán)境一定的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)其電阻值的變化趨勢是逐漸縮小[3]。在第9天、第21天的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)電阻值發(fā)生了增加，其原因主要是增加了測試環(huán)境的溫度。另外，在加速壽命試驗(yàn)當(dāng)中，鎳鉻絲的電極電阻住友第9天、第21天的時(shí)候，因?yàn)樵黾恿藴y試環(huán)境的溫度，因而其電極電阻值發(fā)生了一定的增加，而在其它的貯存時(shí)間點(diǎn)當(dāng)中，與加速壽命試驗(yàn)之前相比，電極電阻值均未發(fā)生明顯的變化。

根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果能夠得出，橋絲電阻在室溫環(huán)境下貯存20天之后，其電阻值之所以會(huì)發(fā)生變化，主要是由于與鎳鉻絲材料相比，金絲的可塑性、延展性更為良好，而在進(jìn)行焊接的時(shí)候，橋絲材料受到拉力長度增加，因而產(chǎn)生了彈性形變，而在室溫環(huán)境中貯存一段時(shí)間之后，橋絲會(huì)恢復(fù)到原有的狀態(tài)，所有電阻值會(huì)發(fā)生降低[4]。同時(shí)，在室溫環(huán)境下，對橋絲材料進(jìn)行貯存，貯存時(shí)的溫度比電極焊接時(shí)的溫度低很多。并且在電極焊接的時(shí)候，電烙鐵通常都具有很高的溫度，會(huì)對橋絲材料產(chǎn)生加熱的效果，導(dǎo)致橋絲材料由于熱膨脹而產(chǎn)生形變，其軸向變形量比徑向變形量更大。而在相對較低的室溫環(huán)境下，橋絲由于冷卻而發(fā)生收縮，軸向形變輛比徑向形變量大，所有與剛剛焊接好之后的橋絲材料相比，其電阻值也會(huì)有所降低。此外，橋絲電極焊接完成之后，需要進(jìn)行相應(yīng)的清洗，在清洗的過程中，產(chǎn)生的振動(dòng)等影響，也會(huì)在一定程度上造成電極電阻值的改變[5]。而與金絲材料相比，鎳鉻絲由于可塑性、延展性相對較差，所以以上這些因素并不會(huì)對其產(chǎn)生較大的影響，因而鎳鉻絲材料的電阻值沒有產(chǎn)生顯著的變化。

3.相關(guān)因素的顯著性分析

為了對電極電阻能否受到環(huán)境濕度、溫度的顯著性影響，采用t檢驗(yàn)法，對不同貯存時(shí)間點(diǎn)上，電阻均值情況進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，以判斷在不同貯存時(shí)間點(diǎn)中，金絲和鎳鉻絲電極電阻是否存在顯著性差異。顯著性水平取α=0.05，原假設(shè)取H0為u1=u2，備擇假設(shè)H1為u1≠u2，其中，u1和u2分別表示不同貯存時(shí)間點(diǎn)上，電極電阻的均值[6]。則構(gòu)造統(tǒng)計(jì)量公式為：

4.結(jié)論與展望

經(jīng)本文研究表明，金絲電極電阻會(huì)受到濕度和溫度環(huán)境的較大影響，但鎳鉻絲電極電阻并不會(huì)受到顯著影響。隨著貯存時(shí)間的增加，金絲電極電阻值會(huì)發(fā)生明顯的變化，而鎳鉻絲電極電阻值則不會(huì)發(fā)生明顯的改變。在完成橋絲電極焊接之后，由于金絲電極會(huì)受到較大影響，所以應(yīng)先放置一段時(shí)間，使金絲橋絲的形變自行恢復(fù)，再將測的的電阻值作為初始電阻值。在金絲電極電阻火工品性能及質(zhì)量檢驗(yàn)中，可以將金絲電極電阻作為敏感參量指標(biāo)進(jìn)行衡量。但是，鎳鉻絲電極電阻由于不會(huì)產(chǎn)生顯著的變化，因此在鎳鉻絲電極火電工品的性能質(zhì)量監(jiān)測當(dāng)中，不能將其作為一個(gè)敏感參量指標(biāo)。

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