Кеменов В.Н., Нестеров С.Б. Вакуумная техника и технология, страница 17

Воздух в форкамерувакуумной трубы засасывается непосредственно из атмосферы, давление в форкамере равно или меньше атмосферного.Вакуумный насос откачивает воздух из вакуумного ресивера втечение длительного времени до низкого давления. Для запуска трубыоткрывается быстродействующий клапан. Под действием разностидавлений в атмосфере и в вакуумном ресивере создается поток в трубе.Эксперимент будет продолжаться до тех пор, пока в ресивере давлениене повысится до некоторого максимального значения, после чеготрубный скачок уплотнения войдет в сопло трубы, заданные газодинамические параметры потока в рабочей части будут при этом нарушены. Для прекращения эксперимента, закрывается быстродействующийклапан.9.2. Вакуумные технологии в авиационной и ракетно-космическойтехникеВ авиационной технике вакуумные технологии широко используются для получения особо чистых материалов и сплавов, упрочнения конструкционных материалов авиационных турбин и двигателей, повышения их коррозионной и износостойкости, увеличения термостойкости.Создание новых материалов для авиации является предметомцелого направления техники: авиационного материаловедения.

Так, впоследние годы с помощью вакуумных технологий создан целый рядвысокопрочных материалов для авиационной техники.В результате совместных исследований фирмами FokkerAircraft B.V. и Stork Veco B.V. разработан новый материал, основанный на микропористом никеле и получивший название перфолин. Этотматериал предназначен для использования в звукоизолирующих покрытиях в авиационной промышленности.В Обнинском НТП ''Технология" созданы высокотермостойкие огнеупорные корундомуллитовые материалы, обладающие высокой металлоустойчивостью к жаропрочным никелевым сплавам [3].Материалы используются для изготовления тиглей для точного литьялопаток газовых ракетных двигателей, производства мерных заготовокжаропрочных сплавов, коробов для обжига стержней.Установлено, что улучшенные материалы, как суперсплавы,будут оказывать существенное влияние на характеристики современ-72ных двигателей.

Внедрение в конструкцию авиационных двигателей"Intermetallic" материалов позволит улучшить характеристики иуменьшить массу двигателей. Для изготовления лопаток фирма MartinMarietta Со предлагает сплав Mar-M200+Hf; фирма Internat. Electric Coдля изготовления дисков разработала сплав Inconel 718.В работе [4] обоснована перспективность использования керамики при изготовлении газовых турбин и поршневых двигателей.

Приэтом значительно повышается их КПД и долговечность.В авиационной и ракетной промышленности широко используются методы вакуумной плазменно-дуговой и термодиффузионнойсварки.Библиографический список1. Паничкин И.А. Основы газовой динамики и их приложение к расчету сверхзвуковых аэродинамических труб. Киев: Изд-во Киевского университета. 1965.2. Jenkins D.M. The relationship between state and dynamic burst pressures of sheet steel diaphragms. Gonf.

Dyn. Load, lanuf. and Serv.,Melbourne. 9-11 Febr. 1993.3. Кемин Ю.И. Керамические материалы для авиационной технологии // Огнеупоры. 1993. № 10. № 2−4. С. 32.4. Beier E. Keramltwerkstoffe fur Flugzeuge und Eaumfahrzeuge // Technica (Suisse). 1992. Vol. 41. № 26. P. 27−30.10. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВАКУУМНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯРАБОТЫ С РАДИОАКТИВНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ10.1. Вакуумные регенерационные установкиПри работе и демонтаже реактора атомных электростанций идругих ядерных установок необходимо предотвращение попаданиярадионуклидов в окружающую среду. Для удержания или торможениярадиоактивных веществ фирма Leybold-Heraeus предлагает регенерационную установку, состоящую из двух низкотемпературных ректификационных колонн с полностью автоматическим устройствомуправления технологическим процессом [1].

Основное назначение установки − выделение радиоактивных криптона и ксенона. При этоминертные газы должны обладать очень высокой концентрацией, либо73должна сохраняться очень высокая степень чистоты азота. Долгоевремя затухания радиоактивного криптона требует приблизительно100 лет его хранения.Представляет интерес процесс регенерации металлов из металлического скрапа различной радиоактивности, обусловленнойсорбцией радионуклидов на поверхности металлов. За рубежом длядезактивации поверхностно загрязненного металлического скрапа(стальные конструкции, трубы, клапаны, насосы и прочая арматура,например, реактора атомной электростанции), содержащего тритийили другие летучие или газообразные радионуклиды успешно применяется переплав в вакуумных регенерационных установках. Так, вГермании на фирме Siemelkamp в индукционной печи переплав радиоактивного скрапа осуществляется при пониженном давлении [2].

Дляпредотвращения выделения в окружающую среду радиоактивных аэрозолей вокруг печи сооружены две секции, снабженные собственными системами газоочистки. Этот метод обеспечивает возврат частицметаллических отходов в производственный цикл.10.2. Вакуумные радиоизотопные установкиУстановки для β- и γ -облучения предназначены для проведения процессов радиационной технологии, при которой получение веществ или облучение изделий осуществляется в результате воздействия ионизирующих излучений, что приводит к изменению химических, биологических и физических свойств.

Основным элементом радиоизотопной установки является источник ионизирующего излучения, например источник γ-излучения 60Сo и 137Cs, источник βизлучения 90Sr. В качестве таких источников могут использоватьсязакрытые радионуклидные источники, ускорители заряженных частиц,гамма-носители радиационных контуров при ядерных реакторах и пр.Так, канадская фирма AECL выпускает промышленную установку, включающую ядерный реактор с источниками γ-излучения дляоблучения блочных объектов (герметичных или негерметичных емкостей различной формы или объема) [3].Установки для β-облучения фирмы Leybold-Heraeus (Германия) работают по принципу ускорителей Ван-де-Граафа [1]. Электроны создаются в генераторе постоянного напряжения и переносятся наконденсатор.

Накаливаемый катод испускает электроны, которые выходят из лучевого окна в атмосферу и проникают в материал.74Радиоизотопные установки широко применяются для:• радиационной стимуляции сельскохозяйственных культур в целяхповышения урожайности (предпосевное облучение семян), получениеновых сортов растений с заранее заданными свойствами − радиационно-химические процессы (РХП);• радиационной вулканизации каучука (РХП);• радиационной полимеризации с целью получения новых древеснополимерных, бетон-, асбест-, туф-полимерных материалов, а такженанесения полимерной пленки на поверхность минеральных удобрений для значительного увеличения срока действия, этих удобренийпосле внесения их в почву (РХП);• радиационного модифицирования полиэтиленовых сантехнических изделий для горячего водоснабжения и пр.

(РХП);• радиационной стерилизации (радиационно-биологические процессы) изделий медицинского назначения (шприцов одноразового пользования, перевязочных материалов и т.п.), фармацевтических продуктов(облучение лекарственных препаратов и т.п.), продуктов сельскогохозяйства с целью уничтожения вредителей; пищевых продуктов дляудлинения срока их хранения;• изменения структуры (радиационно-физические процессы) кристаллической решетки твердого тела для «сшивания» продуктов электронной и химической промышленности. Так, на отечественной рентгеновской установке модели КРМ-1 в результате γ-облучения фторсодержащих полимеров, обладающих уникальными свойствами могутпротекать следующие процессы: частичная кристаллизация, обусловливающая рост интегральной интенсивности на большеугловых рентгенограммах и размеров кристаллов; радиационная деструкция; сшивание цепей, обусловливающее потери деформативности (т.е. повышение хрупкости) материала в целом [4].Библиографический список1.

Вакуумная техника. Leybold-Heraeus-Проспект, 1980.2. Шульга Н.А. Перспективы развития за рубежом регенерации металлов нерадиактивного металлического скрапа методом плавления // Атомная техника за рубежом. 1994. № 6. С.10−17.3. Гольдин В.А. Установки и аппараты радиационной технологии. М.:Энеогоатомиздат, 1985.4. Каримов С.И. Влияние гамма-облучения на структуру и диэлектрические свойства фторсодержащих полимеров. Космическое материаловедение и технология. М.: Наука, 1977.7511. ВАКУУМ В ПРИБОРОСТРОЕНИИНаиболее широкое применение находит вакуум в приборостроении при создании так называемых электровакуумных приборов,являющихся одним из основных направлений современной электроники.Электровакуумные приборы − электронные приборы, в которых рабочее пространство освобождено от воздуха и защищено от окружающей атмосферы вакуум-плотной оболочкой (давление остаточных газов в рабочем режиме обычно не превышает 10-4Па). Работаэлектровакуумных приборов основана на взаимодействии потока электронов, испускаемых катодом, с постоянным и переменным электрическим и магнитным полями.

Они служат для различного рода преобразований электромагнитной энергии (генерации, усиления и т.д.).К электровакуумным приборам относятся:• электронные лампы для усиления и генерирования электрическихколебаний в радиотехнике, радиовещании;• электровакуумные СВЧ приборы (магнетроны, клистроны, лампыбегущей волны) для использования в устройствах радиолокации, телевидении, например, для передачи телевизионных сигналов по спутниковым линиям, телеуправлении искусственными спутниками Земли икосмическими кораблями;• электронно-лучевые приборы (осциллографы, кинескопы, микроскопы, радиолокационные индикаторы);• фотоэлектронные приборы (фотоэлектронные умножители, вакуумные фотоэлементы и пр.), применяемые в устройствах автоматики,астрономии, ядерной физики;• вакуумные индикаторы (цифровые индикаторные лампы, электронный индикатор настройки), в которых электрическая энергия преобразуется в световую;• рентгеновские трубки, предназначенные для получения рентгеновского излучения, широко применяемые дефектоскопии, рентгеноструктурного и рентгеноспектрального анализа, медицинской диагностики и пр.

[1].Широкое применение в науке, технике и промышленности получили вакуумные аналитические приборы: электронные микроскопы,масс-спектрометры и др. Электронные микроскопы, позволяют с помощью пучков электронов, ускоренных до больших энергий (30100 кэВ и более) в условиях высокого вакуума получать многократно76(до 106 раз) увеличенное изображение объектов [2]. Различают просвечивающий электронный микроскоп (ПЭМ), растровый электронныймикроскоп (РЭМ) и смешаный микроскоп (ПРЭМ).Среди различных типов этих приборов центральное место занимает ПЭМ. В оптической системе типичного ПЭМ с высокой разрешающей способностью создается высокий вакуум (10-4 Па).

В конструкцию ПЭМ входят: оптическая система, световой микроскоп, тубус со смотровыми окнами, пульт управления, корпус, источник питания линз, источник высокого напряжения, вакуумная система и высоковольтный кабель. В ПЭМ пучок электронов, испускаемых накаленным катодом, формируется электронной пушкой и затем дважды фокусируется конденсорами. В результате на объекте создается электронное «пятно», диаметр которого можно менять в пределах от 1 до20 мкм.