WWW.NET.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет ресурсы
 

«Перспективные отечественные электронно-лучевые технологии Ермилов А.Н., С.В. Королев «Всероссийский электротехнический институт имени В.И. Ленина», 111250, г. ...»

Перспективные отечественные электронно-лучевые технологии

Ермилов А.Н., С.В. Королев

«Всероссийский электротехнический институт имени В.И. Ленина»,

111250, г. Москва, Красноказарменная ул., д. 12, (8495) 361 92-74, svulm@list.ru

Показана высокая инновационная привлекательность разработки электронно-лучевых технологий и

современного электронно-лучевого оборудования для переработки материалов и модификации поверхности.

Ключевые слова: высоковольтный тлеющий разряд, переработки тугоплавких материалов, модификация поверхности, плазменно-лучевое оборудование.

1. Постановка задачи В последние десятилетие большое внимание в ведущих промышленно развитых странах уделяется исследованиям в области вакуумных пучковых технологий. По данным журнала International Manufacturing Technology (Канада) емкость мирового рынка услуг по нанесению высокопрочных износостойких покрытий - $ 1.2 млрд. USD при ежегодном росте 10-15%.

Емкость мирового рынка оборудования по нанесению таких покрытий - $3.9 млрд. USD при ежегодном росте 11%. В области упрочняющих покрытий размер объем российского рынка оценен на уровне 30-50 млн.дол. в год, в то время как размер мирового рынка - $2-3 млрд. в год.

http://do.gendocs.ru/docs/index-120687.html#3562952 Технологические возможности применения плазменно-лучевого оборудования в настоящее время далеко не исчерпаны. Вот почему в современных условиях перспективным направлением является создание опытно-промышленного производства плазменно-пучкового оборудования нового поколения, которое позволит России занять нишу на мировом рынке высокотехнологичного оборудования для переработки тугоплавких материалов, обработки и модификации поверхностных слоев материалов с целью достижения высоких механических, физико-химических и эксплуатационных свойств [1].



Этот результат может быть достигнут за счет вывода на рынок новых продуктов:

интеллектуального вакуумного ионно-плазменного оборудования для переработки тугоплавких материалов, для напыления сверхтвердых материалов и функциональных покрытий на детали машин и механизмов, на поверхность изделий скоростного железнодорожного транспорта, высоковольтного электротехнического оборудования, гражданского и военного авиационных комплексов. Особое направление - это создание современного электронно-лучевого оборудования для переплавки и литья тугоплавких материалов, сварки и нанесения высокотемпературных покрытий и покрытий со специальными функциональными свойствами.

2. Электронная пушка высоковольтного тлеющего разряда [2] Одним из направлений, позволяющим в кратчайшие сроки решить перечисленные выше задачи – это использование высоковольтного тлеющего разряда. Обладая серьезными преимуществами– простотой изготовления, надежностью и большим эксплуатационным ресурсом (особенно в тяжелых вакуумных условиях), пушки ВТР позволяют, с одной стороны, реализовать технологии, недоступные для традиционных электронных пушек и вакуумной электрической дуги, а с другой– резко снизить расходы при создании и эксплуатации любых электронно-лучевых установок.

Перспективность использования высоковольтного тлеющего разряда для создания электронных пушек с холодным катодом доказана более чем полувековым опытом работы сотрудников ВЭИ. Во Всесоюзном электротехническом институте исследования в этом направлении были начаты еще в 1963 году. Первые научные публикации появились в 1970г.

Сегодня ВЭИ, являясь пионером в области разработки и создания электронных пушек высоковольтного тлеющего разряда (ВТР), является единственным в мире предприятием, серийно их выпускающим. Мощные газоразрядные электронные пушки нашли применение на заводах России, Украины и Эстонии.

3. Устройство электронной пушки Электронная пушки ВТР 200-300/25 разработанная в ВЭИ под руководством д.т.н.

Чернова В.А. предназначена для нагрева, плавления, испарения и модификации материалов в условиях технологических установок как высокого, так и низкого вакуума. Регулирование мощности обеспечивается в пределах от 0 до 300 кВт изменением подачи рабочего газа– технического водорода или изменением величины питающего напряжения.

Возможно применение и других газов: воздуха, азота, кислорода, инертных газов. Но максимальная мощность при этом может снизиться более чем в 2 раза.

Пушка обеспечивает стабильную работу любой установки при вакууме в технологической камере не хуже 0,02 мм. рт. ст. в среде любого газа и без промежуточной откачки.

Возможные применения: замена термоэлектронных пушек на существующих и вновь создаваемых технологических электронно-лучевых установках для нагрева, плавления тугоплавких металлов, испарения и модификации материалов, особенно в тяжелых вакуумных условиях и агрессивных средах.

Электронная пушка Схема пушки ВТР 200-300/5 1-анодный узел;

2-катодный узел;

3-высоковольтный ввод;

В состав устройства электронной пушки входят анодный узел, катодный узел, узел ввода высокого напряжения и охлаждения катода, датчик ионизационного манометра и штепсельный разъем системы управления электронным лучом.

Анодный узел включает в себя охлаждаемый водой корпус анода, на котором смонтированы отклоняющая система, магнитная линза, датчик ионизационного манометра, измеряющего давление в пушке, и штепсельный разъем для подсоединения кабеля от блока управления электронным лучом к пушке.

Электронные пушки с плазменным катодом позволяют решить проблему стабилизации электронного пучка в технологических процессах сварки при низком вакууме (0,1 Па) в атмосфере легирующих присадок (W, Co, Ni, Cr, Mo и.т.д.). Использование пушек с плазменным катодом обеспечивает надежную работу электронно-лучевых установок с наработкой более 1 года, сокращает в десятки раз энергопотребление вакуумной системы за счет ускорения процесса создания вакуума в камере.

Опыт эксплуатации 4.

В настоящее время в России произведено более 200 электронных пушек ВТР. Накоплен опыт эксплуатации пушек этого типа при переплаве тугоплавких металлов и их отходов– на уровне мощности до 300 кВт, а также опыт применения в установках высокопроизводительного (до 20 мкм/мин) напыления алюминиевых контактных покрытий на кремний при производстве силовых полупроводниковых приборов– на уровне мощности до 60 кВт.

Сегодня находятся в промышленной эксплуатации 18 электронных пушек на девяти плавильных и одной напылительной электроннолучевой установках [2].

5. Перспективы применения многолучевых систем в релятивистских электроннолучевых технологиях.

Выполненные в последние годы в ВЭИ работы по интенсивным релятивистским электронным пучкам показали перспективность применения в лучевых технологиях многолучевые конструкций с выпуском электронных пучков в атмосферу. В отличии от традиционных систем, в таких установках мощность может достигать десятков мегаватт на одну электронно лучевую пушку. При этом катодно-подогревательные узлы находятся под высоким вакуумом, а обрабатываемое изделие может находиться либо в защитной среде, либо на атмосфере. Высокая энергия позволяет осуществить принципиально новый метод модификации поверхности за счет проникновения электронных пучков внутрь обрабатываемого тела. Принципиальным в данных технологиях большая величина тока (тысячи ампер), энергия электронных пучков несколько сотен кВ с плотностью мощности более 10 МВт/см2.

Испытания мозаичного катода с эмиттерами из гексаборида лантана в реальных условиях выпуска электронного пучка в атмосферу при температурах эмиттеров 1650-1700оС и токоотборе в квазистационарном режиме 270-400А c энергией 300 кВ показали, что долговечность КПУ превышает 200 часов при многократных циклах включения-выключения и разгерметизации вакуумного прибора (экспозиция на воздухе). Испытания проводились в квазистационарном режиме с выпуском пучка через дифференциальную систему откачки.

Конструкция КПУ-75 представлена на рисунке 2. Конструкция полностью выполнена из графита, за исключением изоляторов и крепежных винтов. Нагревательный элемент выполнен из композитного материала типа углерод-углерод. Корпус КПУ, тепловые экраны и теневая сетка имеют покрытие карбидом тантала.

Рис.2. Внешний вид Конструкция КПУ-75 и его подогревателя.

6. Список литературы http://lib.znate.ru/docs/index-46314.html 1.

http://www.eprussia.ru

Похожие работы:

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" "Сибирский колледж транспорта и строительства" ОСНОВЫ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ Методические указания для выпол...»

«АВЕРБУХ ВЛАДИМИР ЛАЗАРЕВИЧ Удк 003.628 Семиотика и оСнования теории комПьютерной виЗУалиЗации Авербух Владимир Лазаревич заведующий сектором, к.т.н. Институт Математики и Механики им. Н....»

«Министерство Транспорта Российской Федерации Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Морской Государственный Университет имени адмирала Г. И. Невельского Кафедра Технических средств судовождения Методические рекомендации по выполнению лабораторных р...»

«Секция 14 "РАЗВИТИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЫ ИНТЕРАКТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ В УСЛОВИЯХ МОДЕРНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ". Круглый стол № 1 "Дистанционные технологии обучения в техническом вузе". ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ В ВЫСШЕМ У...»

«УДК 669.017:620.197 ВЛИЯНИЕ ЛАНТАНА НА АНОДНОЕ ПОВЕДЕНИЕ СПЛАВА AI + 6 % Li Назаров Ш.А1., Ганиев И.Н1., Норова М.Т1., Ганиева Н.И1. Irene Calliari2 Институт химии им. В.И. Никитина АН Республики Таджикистан Universit degli Studi di Padova...»

«№ 1 (37), 2016 Технические науки. Машиностроение и машиноведение УДК 621.787:539.319 А. М. Смыслов, М. К. Смыслова, А. И. Дубин, В. П. Сазанов, В. Ф. Павлов ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ С УЧЕТОМ ФРАКТОГРА...»

«Вестник СГТУ. 2014. № 1 (74) УДК 658.012.011.56:658.512 Г.М. Чуркин, А.М. Великанов, К.А. Петренко ФОРМИРОВАНИЕ АЛЬТЕРНАТИВ В ЗАДАЧЕ ВЫБОРА КОНФИГУРАЦИИ СЕТЕВОЙ СТРУКТУРЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АСУ ТП Рассматривается построение конечного множества конфигураций в задаче выбора сетевой структуры технических средств...»








 
2017 www.ne.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.