Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 95
Текст из файла (страница 95)
7, 6 3. 37 — и-ПЕРЕХОР( (э л е к т р о и и одырочный переход) в и оп у п р о в о д н и к е — переходная область, возникающаы ка гран!ще двух ввлупрвввдииввв с разными типами проводимости: с одной стороны,проводнмость и-типа, а с другой — р-типа (рис. !). Перераспределение носителей тока, воаыыкающее на такой границе, приводит к тому, что из иек-рого слоя и-области, лежащего вблизи границы, все подвижные электроны проводимости переходят в р-область, где они рекомбинируют с дырками, а иа слоя р-области, расположенного вблизи границы, дырки переходят в в-областьи где оии рекомбинируют с злектронамн.
В результате на границе практически нет свободных носителей тока — образуется т. н. обедненный, ыли запирающий, слой. На этом слое поывляется внутренняя разность потенциалов рю к рая НОИБРХНОСТНАП ОБРАБОТКА МБТАЛЛОИ препятствует дальнейшему перемещению дырок нз р-области в п-область, а электронов в обратном направлении. Прн приложении внешнего напряжении Р О ООО к р — п-П. ( — а-) характер протекания тока Рне.
т. а — схеме контакта полупроеодннкое р. н к-ткпа; стрел Ое Ое Ое Ое Ое каин обозначено а б > перетекание апектронов -- н дырок -Ы б — рае пределенне электрического потенциала у, на р — кпереходе. зависит от полярности: если минус подан на и-область (рнс. 2,а), а плюс — на р-область (прямое смещение), то напрялгение приводит к понижению высоты потенциального барьера до величины УевЂ У (рнс. 2, б); тек при этом с ростом вапрнженин растет. Если же нолнрность напрнженпн обратнан> минус подан нар-область (рнс. 2, е), а плюс— нд п-область (обратное, илн запорное, смещение), то высота барьера равна -в > > Рнс. з.
схема включения р-о-перехода: а — прн пряьюм смешении; б — распределение электрического потенциала прн прямом смешении; в — схема включения р — к -перехода прн обратном екещевкн; г — распределение электрического потенциала прн обратном смещении. Я Уе -,'. $ (рис. 2, в) и увеличнваетсн с ростом напрнжения, а ток череа переход не аависит от величины У. Величина внутреннего потенциала У, зависит от концентрации носителей тока с обеих сторон от перехода. р — п П. используетсн во многих полупроводниковых приборах.
Из- готавливают нх диффузисй и ионной бомбардировкой (плавные переходы) или вплавлениеы (резкие переходы). Лкт.> Н н н у о Г. Б., Основы теории полупроэодннковых прнборое, Ы., Гэбэ. 6. Л. Новвююа. ПОВЕРХНОСТНАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ ультразвуком (ультразвуковое упрочн е и и е) — упрочняюще- шаговая обработка деталей машин в приборон пластич, деформированном поверхности с помощью ннструмента, совершающего колебания с УЗ-вой частотой. Упрочннюще-чистовая обработка поверхности деталой применяется с целью новьнпения кх долговечности и надежности н заключается в пластнч, деформнроваиин, к-рое уменыпает высоту мнкронеровиостей и создает в поверхностном слое сжимающие остаточные напряженки. Обработка производится очень твердым наконечником сфернч.или цнлиндрич.
формы, к-рый прин<икается к обрабатываемой поверхности и перемещаотсн вдоль нее. При обычной обработке (без УЗ) инструмент крижпмаетсн с силой Р = 50 — 500 кгс, н форма тонкостенных деталей при этом искажается. Колебания наконечника с УЗ-воп частотой позволяют уиеньшить Р на порядок. Зто обусловлено тем, что при контакте инструмента, колеблющегося с УЗ-вой частотой, и обрабатываемой поверхности возникает удар,при к-ром мгновенные значения усилии, носнщих импульсных характер, во много раэ превосходят значении статич. усилий прижима.
При УЗ-вой П. о. м. используют УЗ-выо инструменты (рис. 1), работаю- Рне. !. Схема уетройотеа для ультраееукоеого упрочненнп: > — генератор; Э вЂ” мегннтострйкднонный нли пьеэокереинческвй преобраеоеатель; э — еолноэод, е — деб>орк>е рующнй наконечник; е — деталь. щие с частотой 18 — 44 кГц, амплитудой 8 — 10 мкм, потреблнемой мощностью 0,25 — 0,6 кВт. Сила Р при атом составляет 8 — 10 кгс, скорости движении ннструыента вдоль обрабатываемой поверхности и ==. 0,1— 2,5 и>с. Наконечнии изготовляют ин ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОЛНЫ 255 и при обы бах упрочи ф 400 мируются.
л в 000 й 200 Шч О 0.2 О,Б 00 нн Ратман«не ам назер««асма Рва. 2. Изменении микротзердаатк е ааеерзнааткам слое детали. УЗ поаволяет снизить высоту мнкроиеровностей в 8 — 10 раз, получить высокую поверхностную микротвердость (рис.2), создать сэнвмающие остаточные напряжения в поверхностном слое.Одновременно прн УЗ-вой П. о. м. происходит перераспределение остаточных напряжении по всей детали, снкэказотсв остаточные сварочные напряжения н уменьшается концентрация напряжений возле пор, ивкротрещин и т.
п., что приводит к повышению корроанонно-усталостной прочности. УЗ-вая П. о. м. алмазным инструментом обеспечивает повышение предела выносливости деталей нз аустенитных и мартенситных сталей на 36 — 44зйа по сравнению с полированием, износостойкость их возрастает в 1,5 раза. УЗ-вую П. о. м. производят на обычных металлорежущих станках с помощью специальных УЗ-вых головок, к-рые устанавливают вместо режущего инструмента. Лит.: Кака«злак Е.
Г., Драв. даз В. М., Ткзлазсккз М. Д., Двкамвчэскзй прачнасть металлов, Минск, Ззеэ;Сезэрденка Н. П., Клуоаенч В. В., Степакенза А. В., ультразвук к пластичность, Мвнск, 1970; Пркменекке ультразвука е прамышлэннасти, М.— Са0экк, Зете. А. И. Зуар«э. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОЛНЫ— ркрузиэ волны, распространяющиеся вдоль свободной поверхности твердого тела или вдоль границы твердого тела с другими средами и затухающие при удалении от границ.
П. в. бывают двух классон: с вертикальной твердых сплавов, природных или синтетич. алмазов радиусом Л = 1 — 5 мм. Эффективность действия УЗ обънсняется сншкением сопротивления поверхноотных слоев металла пластической деформации и уменьшением коэфф. трения между новерхносю,ю и наконечником. Наиболее целесообразно применение УЗ-ваго упрочнення при обработке прецизионных деталей, к-рые имеют пониженную жесткость чных спосоения дефор- Прнменение полнриэациеп, у к-рых вектор калебателъказаслеи1енил частик среды в волне расположен в плоскости, перпендикулярной к граничной поверхности (вертикальная плоскость), и с горизонтальной поляризацией, у к-рых вектор сззещения частиц среды параллелен граничной поверхности н перпендикулярен напревлеиию распространенна волны. Простейшими и наиболее часто встречающимися на практике П.
в. с вертикальной поляриаацией являются Рэлэн волны, распространяющиеся вдоль границы твердого тела с вакуумом или достаточно разреженной гааовой средой, Энергия вх локализована в поверхностном слое толщиной от л до 2л, где й — длина волны. Частицы в волне движутся по эллипсам, болшпая полуось и которых перпендикулярна границе, а малая и — параллельна направлению распространения волны (рнс. а).
Фазовая скорость волн Рэлея снт0.9 с,, где с, — фазован скорость плоской поперечной волны. Если твердое тело граничит с жидкостью и скорость звука в жидкости с. меньше скорости ск в твердом теде (это справедливо по'пи для всех реальных сред), то нэ границе твердого тела и жидкости воаможпо распространение затухающей волны рэлеевского типа. Эта волна при распространении непрерывно излучает энергию в жидкость, образуя в ней отходящую от границы неоднороднузо волну (рпс. 6). Фазовая скорость данной поверхностной волны с точностью до процентов равна ск, а ноэфф. затухания на длине волны -0,1, т. е.
на пути 102 волна затухает примерно в э рае. Распределение по глубине смещений и напряжений в такой волне в твердом теле подобно распределению в рэлеевской волне. Помимо затухающей П. в., на границе жидкости и твердого тела всегда существует незатухающая П. в., бегуптан вдоль границы с фазовой скоростью, иенылей скорости с . волны в жидкости и скоростей продольных а~ и поперечных сз волн в твердом теле. Эта П.
в., являясь волной с вертикальной поляризацией, имеет совершенно другую структуру и скорость, чем рэлеевекая волна. Она (рис. э) состоит из слабо неоднородной волны в жидкости, амплитуда к-рой 2эб ПОВЕРХНОСГНЫЕ ВОЛНЫ 11роме П. в. с вертияальпой поляризацией (в основном зто волны ролеевсного типа), существуют волны с горизонтальной полнрнзацией (волны Лава), к-рые могут распространяться на границе твердого полунространства с тнердым слоем (рвс.
д). Это волны чисто поперечные: в ннх имеется только одна компонента гвгещеннн и, а упругая деформация в волне представлнот собой чистый сдвиг. Смещения в слое (индекс 1) н в полупро- медленно убывает при удалении от границы, н двух сильно неоднородных волн в твррдом теле (продольной и поперечной). Благодаря этому энергия волны и дзпвкение частиц локализованы в основном з жидкости, а не в твердои теле. В УЗ-вой практике подобный тнп волны испотьауетсн редко. Кслп две твердые среды граничат между собой вдоль плоскости п их плотности н модули упругости не снль- Схематнчесное неображевне поверхноствых зола различного тапа (оплошноя штрнхоеноаобозначены теардые среды, прермьнстоз— жадность; х— н ю — номпоненнаые паображают еннн с удаленном чна на свободной волна типа рэле- У ость (наклонные новые Фронты отапьна амплитуде смешений>; е — неаатухаююан поаерхностнаа водна на гренице твердое тедо — жндносгь; г — волна стонлн на границе разде.1а двух твердых сред; д — волна лаан на границе таердое полупространстео — твердив слой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
