×
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 151-160 of 208 items.
13.12.2019
№219.017.ec9e

Способ стабилизации скорости подачи присадочной проволоки и устройство для его реализации

Изобретение относится к области сварочного оборудования. Устройство содержит фотоэлектрический датчик фактической скорости подачи присадочной проволоки, связанный с вычислительным устройством, выполненным с возможностью соединения своим выходом с двигателем механизма подачи присадочной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708867
Дата охранного документа: 11.12.2019
14.12.2019
№219.017.ed9a

Мультигенерирующий комплекс с комбинированным топливом при дополнительном производстве водорода и кислорода

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии и тепла с использованием комбинированного топлива для производства водорода и кислорода. Мультигенерирующий комплекс с комбинированным топливом при дополнительном производстве водорода и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708936
Дата охранного документа: 12.12.2019
18.12.2019
№219.017.ee2b

Маховик переменного момента инерции

Изобретение относится к машиностроению. Маховик переменного момента инерции содержит жестко закрепленную на нижней и верхней полуосях внутреннюю камеру цилиндрической формы. В полости камеры расположен поршень, жестко скрепленный со штоком управления. Шток расположен в отверстии верхней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709080
Дата охранного документа: 13.12.2019
18.12.2019
№219.017.ee3d

Солнечная башенная электростанция

Изобретение относится к энергетике, более конкретно - к возобновляемым источникам энергии на основе солнечных башенных электростанций (гелиотермических электростанций), реализующих термодинамический цикл, например, Ренкина или Стирлинга. В солнечной башенной электростанции, содержащей блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002709007
Дата охранного документа: 13.12.2019
27.12.2019
№219.017.f2db

Тепловая паротурбинная электростанция с парогенерирующей водородно-кислородной установкой

Изобретение относится к паросиловым энергетическим установкам, а именно к тепловым электрическим станциям (ТЭС) с паровыми турбинами и системами обеспечения экологичности и восстановления их работоспособности. Технический результат, заключающийся в создании тепловой паротурбинной электростанции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710326
Дата охранного документа: 25.12.2019
21.01.2020
№220.017.f7bc

Способ корреляционной защиты трехфазной сети с изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю

Использование: в области электроэнергетики для защиты электрических сетей 6-35 кВ с изолированной нейтралью от однофазных замыканий на землю (ОЗЗ). Технический результат - повышение селективности и чувствительности действия защиты при ОЗЗ. Согласно способу корреляционной защиты трехфазной сети...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711296
Дата охранного документа: 16.01.2020
21.01.2020
№220.017.f7cf

Фазоповоротное устройство

Использование: в области электротехники и электроэнергетики для гибкого регулирования и стабилизации напряжения в электрической сети, повышения пропускной способности существующих линий и повышения динамической устойчивости энергетической системы. Технический результат - увеличение количества...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002711365
Дата охранного документа: 16.01.2020
01.02.2020
№220.017.fc3d

Способ формирования трибологического покрытия

Изобретение может быть использовано в машиностроении и микромеханике для уменьшения трения и износа в подшипниках скольжения. Сначала подготавливают рабочую поверхность изделий 1 путём полировки, обезжиривания в ультразвуковой ванне, обработки бензино-спиртовой смесью и термообработки в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712661
Дата охранного документа: 30.01.2020
05.02.2020
№220.017.fe7c

Устройство определения степени неоднородности электропроводимости немагнитных металлов вихретоковым методом

Использование: для оценки степени неоднородности поверхностных слоев немагнитных металлов, возникающей при закалке, отпуске и воздействии жидких или газообразных агрессивных сред. Сущность изобретения заключается в том, что устройство определения степени неоднородности электропроводимости...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713031
Дата охранного документа: 03.02.2020
06.02.2020
№220.017.feda

Бесконтактный стабилизированный по напряжению генератор переменного тока с комбинированным возбуждением

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении генераторов переменного и постоянного тока для систем электропитания автономных объектов, прежде всего, для летательных аппаратов, где требуются минимально возможная масса, габариты и бесконтактность, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713470
Дата охранного документа: 05.02.2020
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