×
19.01.2018
218.016.0575

Результат интеллектуальной деятельности: Способ формирования полых монокристаллических цилиндрических трубок

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области электронной техники для изготовления аксиальных цилиндрических изделий различных элементов силовых электрических приборов, в частности катодов термоэмиссионных преобразователей. Способ формирования полых монокристаллических цилиндрических трубок включает выращивание из расплава цилиндрических монокристаллов вытягиванием вверх с помощью монокристаллической затравки требуемой ориентации, отделение из монокристалла двух заготовок требуемой длины, их механическую и электрохимическую обработку, в результате которых получают два полых полигранных цилиндра с заданной геометрией, определение на боковой поверхности указанных цилиндров расположения требуемых кристаллографических направлений, вырезание электроискровой резкой и удаление участков цилиндров с промежуточной кристаллографической ориентацией, после чего оставшиеся цилиндры поворачивают относительно друг друга вокруг продольной оси, стыкуют, сопрягают цилиндры электронно-лучевой сваркой, затем электроискровой резкой от заготовки отделяют технологические участки и проводят электрохимическую обработку сварного моногранного монокристаллического цилиндра. Изобретение позволяет получать трубки с однородной моногранной кристаллографической ориентацией рабочей поверхности и изотропными физико-механическими свойствами. 10 ил.

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к способам формирования монокристаллических моногранных тонкостенных цилиндрических трубок диаметром 5-20 мм с постоянной толщиной стенки 1-3 мм, высоким совершенством структуры, однородной кристаллографической ориентацией боковой поверхности цилиндра для изготовления аксиальных цилиндрических изделий различных элементов силовых электрических приборов.

Известен способ выращивания полых монокристаллов по способу Чохральского, заключающийся в том, что для формирования полого сечения монокристалла создают неравномерное осесимметричное распределение температуры в центральной области расплава в тигле при помощи дополнительного нагревателя, размещенного по оси тигля (патент JP 37-6103, опубл. 1962 г.).

Недостатком такого способа является образование неравномерной формы по мере роста монокристалла в виде трубки постоянного сечения.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ формирования полых цилиндрических монокристаллических трубок, заключающийся в выращивании цилиндрических монокристаллов вытягиванием вверх с помощью монокристаллической затравки требуемой ориентации из ванны с расплавом (патент RU 2355831, МПК С30В 15/00, опубл. 20.05.2009 г.).

Недостатком такого способа является то, что полые цилиндрические монокристаллические трубки получают с неоднородной полигранной кристаллографической ориентацией рабочей поверхности, что не обеспечивает изотропности ее физических и механических свойств.

Технической задачей способа формирование полых монокристаллических цилиндрических трубок является получение этих трубок с однородной моногранной кристаллографической ориентацией рабочей поверхности и изотропными физико-механическими свойствами.

Технический результат способа заключается в обеспечении однородного распределения электрофизических, механических и структурных характеристик (эмиссионные свойства, теплопроводность, пластичность, твердость, прочность и др.) используемого материала изделия.

Это достигается тем, что способ формирования полых монокристаллических цилиндрических трубок, заключающийся в выращивании цилиндрических монокристаллов вытягиванием вверх с помощью монокристаллической затравки требуемой ориентации из ванны с расплавом, из монокристалла отделяют две заготовки требуемой длины, затем осуществляют их механическую и электрохимическую обработку, получают два полых полигранных цилиндра с заданной геометрией, определяют расположение на боковой поверхности указанных цилиндров требуемых кристаллографических направлений, вырезают электроискровой резкой и удаляют участки цилиндров с промежуточной кристаллографической ориентацией; после этого оставшиеся цилиндры поворачивают относительно друг друга вокруг продольной оси, стыкуют, сопрягают цилиндры электронно-лучевой сваркой, затем электроискровой резкой от заготовки отделяют технологические участки и проводят электрохимическую обработку сварного моногранного монокристаллического цилиндра.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически представлен монокристаллический слиток; на фиг. 2 приведена лауэграмма (стереографическая проекция) с торца монокристаллического слитка; на фиг. 3 приведена разметка слитка со стороны его торца; на фиг. 4 показана предполагаемая конфигурация заготовки вырезанных из слитка элементов с последующей их механической обработкой по требуемой геометрии; на фиг. 5 показана схема вырезки (удаления) в соответствии с ранее проведенной разметкой (см. фиг. 3) элементов заготовки с кристаллографической ориентацией, не соответствующей требованиям решаемой задачи; на фиг. 6 представлена схема сопряжения трубок-заготовок с разворотом относительно друг друга вокруг продольной оси на 30° (в данном случае) и последующей их сборкой; на фиг. 7 представлена схема сборки подготовленных трубок-заготовок под сварку; на фиг. 8 показана схема собранных трубок-заготовок для электронно-лучевой сварки продольных стыков сопряженных трубок; на фиг. 9 представлена схема наложения сварных швов по стыкам сопряженных деталей и резка трубок-заготовок; на фиг. 10 показана сварная полая цилиндрическая трубка с требуемой однородной кристаллографической ориентацией рабочей поверхности.

Способ формирования полых монокристаллических цилиндрических трубок осуществляют следующим образом.

Для формирования полых монокристаллических цилиндрических трубок с однородной кристаллографической ориентацией боковой поверхности осуществляют выращивание цилиндрических монокристаллов вытягиванием вверх с помощью монокристаллической затравки требуемой ориентации из ванны с расплавом. Из цилиндрического монокристалла, продольная ось которого совпадает с кристаллографическим направлением <111>, диаметром D и длиной L механической и последующей электрохимической обработкой изготавливают две цилиндрические заготовки с заданной геометрией длиной l0, наружным диаметром d0, с внутренним диаметром d1 и длиной l1, толщиной стенки δ=d0-d1. В соответствии с лауэграммой (рентгенограмма, содержащая дифракционное изображение монокристалла, полученная методом Лауэ) у такого слитка на боковой поверхности имеются шесть зон, ориентация которых совпадает с кристаллографической плоскостью (110). Они располагаются симметрично относительно друг друга с интервалом в 60 градусов. У полученных заготовок по предварительной разметке электроискровой резкой удаляются участки с промежуточной кристаллографической ориентацией. Ширина удаляемых участков определяется из соотношения πd0/12, а длина их равна l1. После этого заготовки поворачивают относительно друг друга на 30° вокруг продольной оси и сопрягают. Предварительно в технологическом участке одной из заготовок выполняется отверстие диаметром dв для вакуумирования внутреннего объема собранных под сварку заготовок. У такой заготовки получается 12 стыков сопряженных участков, кристаллографическая ориентация которых однородна. В данном случае она совпадает с кристаллографической плоскостью (110). Таким образом, получается заготовка с практически однородной моногранной кристаллографией поверхности. Сварку стыков осуществляют электронным лучом в вакууме. При электронно-лучевой сварке монокристаллов обеспечиваются условия для эпитаксиальной кристаллизации металла шва, в результате чего его кристаллография соответствует кристаллографии свариваемых монокристаллов. После сварки стыков электроискровой резкой от заготовки отделяют технологические участки и проводят электрохимическую обработку сварного моногранного монокристаллического цилиндра.

Использование способа позволяет получать полые цилиндрические моногранные монокристаллические трубки (из вольфрама, молибдена, ниобия и др. металлов) с требуемой кристаллографической ориентацией их наружной поверхности, которые могут быть использованы для изготовления катодов термоэмиссионных преобразователей.

Способ формирования полых монокристаллических цилиндрических трубок, заключающийся в выращивании цилиндрических монокристаллов вытягиванием вверх с помощью монокристаллической затравки требуемой ориентации из ванны с расплавом, отличающийся тем, что из монокристалла отделяют две заготовки требуемой длины, затем осуществляют их механическую и электрохимическую обработку, получают два полых полигранных цилиндра с заданной геометрией, определяют расположение на боковой поверхности указанных цилиндров требуемых кристаллографических направлений, вырезают электроискровой резкой и удаляют участки цилиндров с промежуточной кристаллографической ориентацией, после этого оставшиеся цилиндры поворачивают относительно друг друга вокруг продольной оси, стыкуют, сопрягают цилиндры электронно-лучевой сваркой, затем электроискровой резкой от заготовки отделяют технологические участки и проводят электрохимическую обработку сварного моногранного монокристаллического цилиндра.
Способ формирования полых монокристаллических цилиндрических трубок
Способ формирования полых монокристаллических цилиндрических трубок
Способ формирования полых монокристаллических цилиндрических трубок
Способ формирования полых монокристаллических цилиндрических трубок
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 141-150 of 208 items.
05.07.2019
№219.017.a650

Способ повышения точности геометрических измерений, проводимых с помощью стереоскопического устройства на основе призменно-линзовой оптической системы

Изобретение относится к технологиям визуально-измерительного контроля. Способ повышения точности геометрических измерений, проводимых с помощью стереоскопического устройства на основе призменно-линзовой оптической системы, включает предварительную калибровку устройства на основе совместной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693532
Дата охранного документа: 03.07.2019
10.07.2019
№219.017.a988

Цифровой обнаружитель фазоманипулированных сигналов

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиотехнических устройствах, использующих фазоманипулированные (ФМ) сигналы. Технический результат - снижение максимального уровня проникновения сигнальной компоненты в канал оценки интенсивности помехи при включении и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693930
Дата охранного документа: 08.07.2019
10.07.2019
№219.017.a9a1

Способ контроля устройства релейной защиты электроустановки

Использование: в области электроэнергетики, в системах релейной защиты электроустановки. Технический результат - исключение случаев неправильной работы устройства путем своевременного выявления сверхнормативных отклонений его напряжений срабатывания и возврата, количества электричества импульса...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693931
Дата охранного документа: 08.07.2019
23.07.2019
№219.017.b81e

Устройство изготовления непрерывных базальтовых волокон

Изобретение относится к устройству для получения непрерывных базальтовых волокон. Устройство содержит фидерную печь, бункер с дозатором и загрузчиком базальта, теплообменник, при этом печь и фидер перекрыты сводом с установленными горелками, в фидере установлены фильерные питатели, под которыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002695188
Дата охранного документа: 22.07.2019
23.08.2019
№219.017.c2b4

Устройство определения электропроводимости магнитных отложений на поверхности труб вихретоковым методом

Использование: для неразрушающего контроля. Техническая целесообразность изобретения заключается в том, что устройство вихретокового контроля удельной электрической проводимости магнитных отложения на поверхности труб содержит генератор прямоугольных периодических импульсов тока с периодом Тв,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697936
Дата охранного документа: 21.08.2019
23.08.2019
№219.017.c2ec

Способ генерации механических импульсов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат - повышение надежности генерации механических импульсов. В способе генерации механических импульсов осуществляют формирование на множестве точек фазовой плоскости генератора непустого подмножества статически неустойчивых точек и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698103
Дата охранного документа: 22.08.2019
27.08.2019
№219.017.c3f9

Способ защиты от эксцентриситета ротора электрической машины переменного тока

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты от эксцентриситета ротора электрических машин переменного тока. Технический результат заключается в повышении точности определения эксцентриситета ротора электрической машины в способе защиты от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698312
Дата охранного документа: 26.08.2019
29.08.2019
№219.017.c486

Разъём универсальной последовательной шины

Изобретение относится к области цифровой техники. Технический результат - расширение функциональных возможностей стандартного разъема универсальной последовательной шины за счет увеличения скорости передачи данных на расстояния, соответствующие оптоволоконным линиям. Достигается тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002698459
Дата охранного документа: 27.08.2019
06.09.2019
№219.017.c806

Термоядерный реактор

Изобретение относится к термоядерному реактору. Реактор содержит вакуумную камеру, каналы подачи газообразных реагентов в камеру, входной и выходной коллекторы охлаждающего камеру теплоносителя. Камера выполнена в виде полого цилиндра, внутренняя поверхность которого покрыта пористым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699243
Дата охранного документа: 04.09.2019
06.09.2019
№219.017.c811

Планетарный магнитный редуктор

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении удельных показателей магнитного редуктора. Планетарный магнитный редуктор содержит статор с осью симметрии О, состоящий из магнитопровода статора 1 в виде полого цилиндра и постоянных магнитов статора 2 с числом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002699238
Дата охранного документа: 04.09.2019
Showing 61-63 of 63 items.
17.02.2018
№218.016.2d5c

Способ измерения рельефа поверхности земли

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокаторе с синтезируемой апертурой антенны (РСА). Достигаемый технический результат – измерение рельефа поверхности Земли и формирование цифровой модели рельефа с помощью РСА, установленного на борту носителя РСА. Сущность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643790
Дата охранного документа: 06.02.2018
04.04.2018
№218.016.365c

Устройство для управления высокотемпературной печью сопротивления

Изобретение относится к средствам управления высокотемпературными печами сопротивления. Технический результат – повышение надежности работы печи. Устройство содержит нагревательный элемент, подключенный к выходу источника питания со входом задания напряжения источника питания, подключенным к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646516
Дата охранного документа: 05.03.2018
01.09.2018
№218.016.81ae

Способ определения температуры стеклования

Изобретение относится к области измерений и может быть использовано для исследования теплофизических характеристик электроизоляционных материалов. Согласно предложенному способу определения температуры стеклования проводят серии испытаний вдавливанием индентора в поверхность испытуемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665500
Дата охранного документа: 30.08.2018
+ добавить свой РИД