×
13.01.2019
219.016.af81

Устройство формирования образцов тонких покрытий

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для формирования образцов тонких покрытий, применяемых при испытании на когезионную прочность растяжением при повышенных температурах. Сущность: устройство включает по меньшей мере два кольцевых элемента, каждый из которых выполнен в виде двух последовательно соосно расположенных частей, внешняя цилиндрическая поверхность которых предназначена для формирования образца испытуемого покрытия. Части кольцевого элемента скреплены между собой штифтами, размещенными в сквозных отверстиях частей кольцевой детали по скользящей посадке, а на противоположных торцах частей кольцевого элемента размещены шайбы, выполненные из материала, не имеющего адгезии к материалу испытуемого покрытия, и стягивающий элемент, размещенный в сквозных отверстиях кольцевых элементов и выполненный из материала, коэффициент линейного расширения которого меньше коэффициента линейного расширения материала частей кольцевого элемента. Технический результат: повышение точности испытаний за счет обеспечения идентичности параметров нанесения покрытия. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для формирования образцов тонких покрытий, применяемых в частности для определения когезионной прочности при испытании теплозащитных покрытий на механическую прочность растяжением при повышенных температурах.

Известно устройство для испытания образцов покрытий на когезионную прочность, представляющее собой разъемный узел, выполненный из двух частей, предназначенных для размещения между ними испытуемого покрытия (RU 2456577, 2012 г.). В известном техническом решении одна часть разъемного узла выполнена в виде последовательно установленных обойм, в каждой из которых выполнено отверстие сложной формы в виде усеченного конуса и сопряженного с его меньшим основанием цилиндра, другая часть разъемного узла - в виде штифтов. Каждый из последних установлен в цилиндрической части отверстия соответствующей обоймы, а покрытие размещено как на поверхностях усеченных конических отверстий обойм, так и на торцевых рабочих частях соответствующих штифтов. При этом торцы обойм со стороны усеченных конусов выполнены коническими и образуют вместе с соответствующими поверхностями усеченных конусов кольцевые выступы треугольного профиля, на каждый из которых также наносится покрытие. Для определения когезионной прочности материала покрытия заглубляют рабочие части штифтов в соответствующие цилиндрические части обойм и прикладывают усилие к нижней части штифтов. Существенными недостатками известного технического решения являются: сложность конструкции устройства; недостаточная точность результатов испытаний вследствие определения когезионной прочности материала покрытия путем отрыва покрытия от частей разъемного узла при приложении усилия, перпендикулярного поверхности покрытия, а не разрыва последнего при приложении осевого усилия, направленного вдоль поверхности покрытия.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является известное устройство формирования образцов тонких покрытий, представляющее собой разъемный узел, включающий кольцевой элемент со сквозным осевым отверстием, внешняя цилиндрическая поверхность которого предназначена для формирования испытуемого покрытия, и стягивающий элемент (RU 2545082, 2015 г.). В известном техническом решении разъемный узел содержит две цилиндрические и кольцевую деталь. При этом одна из цилиндрических деталей имеет по оси цилиндрическую полость, а другая - ответный цилиндрический выступ. При сборке выступ одной из цилиндрических деталей через сквозное осевое отверстие кольцевой детали размещается в полости второй цилиндрической детали и соединяет разъемный узел. Детали разъемного узла фиксируют между собой при помощи стягивающего элемента. При этом внешняя поверхность цилиндрических деталей имеет адгезию, а внешняя поверхность кольцевой детали - без адгезии к наносимому на него покрытию, и служит для формирования безадгезионного образца тонкого покрытия. При этом на внешние поверхности цилиндрических деталей наносят соединительный металлический подслой, химический состав которого, технология и режимы нанесения должны быть такими, чтобы адгезионная прочность подслоя с материалом деталей и наносимым затем тонким покрытием была выше когезионной прочности образца тонкого покрытия. Существенным недостатком известного технического решения является сложность обеспечения идентичности параметров нанесения покрытия при испытании партии образцов, что приводит к снижению точности результатов испытаний.

Техническая проблема, решение которой обеспечивается при осуществлении заявляемого изобретения, заключается в повышении точности результатов испытаний покрытия на когезионную прочность растяжением при повышенных температурах.

Технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в обеспечении идентичности параметров нанесения покрытия на поверхность единого пакета последовательно установленных кольцевых элементов.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что в устройстве формирования образцов тонких покрытий, представляющем собой разъемный узел, включающий кольцевой элемент со сквозным осевым отверстием, внешняя цилиндрическая поверхность которого предназначена для формирования испытуемого покрытия, и стягивающий элемент, разъемный узел содержит по меньшей мере два кольцевых элемента, причем каждый кольцевой элемент выполнен в виде двух последовательно соосно расположенных частей, со стороны торцевой поверхности кольцевого элемента выполнены диаметрально противоположные сквозные отверстия, а на внутренней цилиндрической поверхности выполнены резьбовые участки, предназначенные для взаимодействия с захватами разрывной машины, при этом ширину (S) каждой из частей кольцевого элемента выбирают из соотношения:

где k - коэффициент запаса прочности;

Рр - максимально допустимая разрушающая нагрузка;

d - наружный диаметр кольцевого элемента без учета покрытия;

τсдв - адгезионная прочность покрытия при его испытании на сдвиг, на торцах кольцевого элемента размещены шайбы, выполненные из материала, не имеющего адгезии к материалу испытуемого покрытия, стягивающий элемент разъемного узла размещен в сквозных осевых отверстиях кольцевых элементов и выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого меньше коэффициента линейного расширения материала частей кольцевого элемента, при этом последние скреплены между собой штифтами, размещенными в диаметрально противоположных сквозных отверстиях кольцевого элемента по скользящей посадке.

Указанные существенные признаки обеспечивают решение поставленной технической проблемы с достижением заявленного технического результата, так как:

- разъемный узел, содержащий по меньшей мере два кольцевых элемента, каждый из которых выполнен в виде двух последовательно соосно расположенных частей, со стороны торцевой поверхности кольцевого элемента выполнены диаметрально противоположные сквозные отверстия, а на внутренней цилиндрической поверхности выполнены резьбовые участки, предназначенные для взаимодействия с захватами разрывной машины, выбор ширины каждой из частей кольцевого элемента из определенного соотношения и размещение на торцах кольцевого элемента шайб, выполненных из материала, не имеющего адгезии к материалу испытуемого покрытия, обеспечивают идентичность параметров нанесения покрытия на поверхность единого пакета последовательно установленных кольцевых элементов;

- размещение стягивающего элемента разъемного узла в сквозных осевых отверстиях кольцевых элементов и выполнение его из материала, коэффициент линейного расширения которого меньше коэффициента линейного расширения материала частей кольцевого элемента, и скрепление последних между собой штифтами, размещенными в диаметрально противоположных сквозных отверстиях кольцевого элемента по скользящей посадке обеспечивает идентичность параметров нанесения покрытия на поверхность единого пакета последовательно установленных кольцевых элементов за счет исключения нарушения соосности частей кольцевых элементов.

Настоящее изобретение поясняется следующим описанием устройства формирования образцов тонких покрытий со ссылкой на фиг. 1 и фиг. 2, где

на фиг. 1 изображена схема кольцевого элемента устройства;

на фиг. 2 изображена схема сборки предлагаемого устройства.

Устройство формирования образцов тонких покрытий представляет собой разъемный узел, включающий по меньшей мере два кольцевых элемента, внешняя цилиндрическая поверхность которых предназначена для формирования образца испытуемого покрытия, и стягивающий элемент. Каждый кольцевой элемент выполнен в виде двух последовательно соосно расположенных частей 1 и 2 со сквозным осевым отверстием 3 (см. фиг. 1). Со стороны торцевой поверхности кольцевого элемента выполнены диаметрально противоположные сквозные отверстия 4 и 5, а на внутренней цилиндрической поверхности отверстия 3 выполнены резьбовые участки 6 и 7, предназначенные для взаимодействия с захватами (на чертеже не показаны) разрывной машины. При этом ширину (S) каждой из частей 1 и 2 кольцевого элемента выбирают из соотношения:

где k - коэффициент запаса прочности;

Рр - максимально допустимая разрушающая нагрузка;

d - наружный диаметр кольцевого элемента без учета покрытия;

τсдв - адгезионная прочность покрытия при его испытании на сдвиг.

На торцах кольцевого элемента размещены шайбы 8, выполненные из материала, не имеющего адгезии к материалу испытуемого покрытия (фиг. 2). Стягивающий элемент разъемного узла размещен в сквозных осевых отверстиях 3 кольцевых элементов и выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого меньше коэффициента линейного расширения материала частей 1 и 2 кольцевого элемента, которые скреплены между собой штифтами 9 и 10, размещенными в диаметрально противоположных сквозных отверстиях 4 и 5 кольцевого элемента по скользящей посадке.

Устройство работает следующим образом.

В процессе сборки разъемного узла, состоящего из по крайней мере двух последовательно соосно расположенных кольцевых элементов, на противоположных торцах последних размещают соответствующие шайбы 8. В сквозных осевых отверстиях 3 кольцевых элементов размещают стягивающий элемент, который может быть выполнен, например, в виде болта 11 и соответствующей гайки 12. Устанавливают в сквозных осевых отверстиях 3 болт 11 и предварительно фиксируют части 1 и 2 с небольшим натягом гайкой 12. Части 1 и 2 кольцевых элементов скрепляют между собой штифтами 9 и 10, размещенными в диаметрально противоположных сквозных отверстиях 4 и 5 кольцевого элемента по скользящей посадке, обеспечивая при этом центрирование частей 1 и 2, после чего затягивают гайку 12 с требуемым усилием. На внешнюю поверхность частей 1 и 2 кольцевых элементов наносят испытуемое покрытие в виде пленки 13. Поскольку нанесение пленки 13 осуществляется при повышенных температурах (например, при помощи плазменной горелки), происходит дополнительное стягивание частей 1 и 2 кольцевых элементов за счет ограничения свободного температурного расширения и появления упругих сжимающих напряжений, что вызывается разницей между коэффициентами линейного расширения материала стягивающего элемента и материала частей 1 и 2 кольцевых элементов. Это приводит к фиксации частей 1 и 2 относительно друг друга, исключающей нарушение их соосности. Таким образом, конструкция устройства позволяет осуществить формирование заданного количества образцов тонкого покрытия с обеспечением идентичных параметров нанесения покрытия для проведения испытаний серии образцов. После нанесения покрытия в виде пленки 13, снимают гайку 12 и осуществляют последовательный свободный съем соответствующих шайб 10 и расположенных между ними кольцевых элементов, что обеспечивается отсутствием адгезии между пленкой 13 и материалом шайб 8. Каждый испытуемый образец при этом представляет собой нанесенную на внешнюю поверхность частей 1 и 2 отдельного кольцевого элемента пленку 13. Образцы при помощи соответствующих резьбовых участков 6 и 7 частей 1 и 2 закрепляются в захватах разрывной машины и последовательно подвергаются испытанию растяжением при заданной температуре. При этом разрыв покрытия происходит по кольцевому стыку частей 1 и 2 кольцевого элемента, о когезионной прочности материала покрытия судят по величине усилия при разрыве образца покрытия.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает идентичность параметров нанесения покрытия за счет выполнения разъемного узла в виде по меньшей мере двух кольцевых элементов, каждый из которых выполнен в виде двух последовательно соосно расположенных частей, скрепления последних между собой штифтами, и выполнения стягивающего элемента из материала, коэффициент линейного расширения которого меньше коэффициента линейного расширения материала частей кольцевых элементов, что позволяет решить проблему повышения точности результатов испытаний покрытия на когезионную прочность растяжением при повышенных температурах.


Устройство формирования образцов тонких покрытий
Устройство формирования образцов тонких покрытий
Устройство формирования образцов тонких покрытий
Устройство формирования образцов тонких покрытий
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 204.
10.02.2013
№216.012.23f8

Система регулирования осевых сил на радиально-упорном подшипнике ротора турбомашины

Изобретение относится к системе регулирования осевых сил на радиально-упорном подшипнике ротора турбомашины и позволяет уменьшить воздействие осевой силы на радиально-упорный подшипник передней части составного ротора турбомашины путем перераспределения по заданному закону избыточной силы на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474710
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.2458

Способ мультиантенной электростатической диагностики газотурбинных двигателей на установившихся и неустановившихся режимах работы

Изобретение относится к области диагностики технического состояния газотурбинных двигателей. Технический результат - повышение эффективности и оперативности диагностики технического состояния газотурбинных двигателей в процессе их производства, испытаний и эксплуатации. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474806
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2baa

Пульсирующий детонационный прямоточный воздушно-реактивный двигатель и способ функционирования двигателя

Пульсирующий детонационный прямоточный воздушно-реактивный двигатель содержит сверхзвуковой воздухозаборник, сверхзвуковую камеру смешения, сверхзвуковую камеру сгорания, выходное сверхзвуковое сопло, воспламенитель топливовоздушной смеси и систему подачи топлива. Система подачи топлива...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476705
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c7c

Способ диагностики турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков

Изобретение относится к области авиационной техники. По замерам полетной информации определяют величину R идеальной тяги двигателя как R=R- GV, где R - условная тяга реактивного сопла, соответствующая полному расширению в нем выхлопной струи до атмосферного давления, G - расход воздуха на входе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476915
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.04.2013
№216.012.33c5

Способ изготовления интегрального блиска с охлаждаемыми рабочими лопатками, интегральный блиск и охлаждаемая лопатка для газотурбинного двигателя

Отдельные охлаждаемые лопатки из монокристаллического сплава соединяют с дисковой частью из гранулируемого сплава в единую деталь горячим изостатическим прессованием (ГИП) в зоне, где длительные прочности этих сплавов одинаковы при одной и той же температуре в длительном рабочем режиме...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478796
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e2d

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель содержит топливную форсунку, размещенную в носовой части двигателя перед воздухозаборником, и расположенные за ним камеру сгорания и сопло, а также устройство возбуждения молекул кислорода резонансным лазерным излучением в камере сгорания....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481484
Дата охранного документа: 10.05.2013
20.06.2013
№216.012.4d6c

Газодинамический воспламенитель

Изобретение может быть использовано в авиационных и ракетных двигателях и стендовых газоструйных устройствах. Газодинамический воспламенитель содержит полый корпус, стержневой газоструйный излучатель со сверхзвуковым кольцевым соплом, резонатор с цилиндрической полостью, соединительную камеру с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485402
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.5497

Газогенератор гтд

Газогенератор газотурбинного двигателя содержит двухступенчатый центробежный компрессор, камеру сгорания и, по меньшей мере, одну осевую ступень турбины, связанную с компрессором по оси в единый ротор, установленный в статоре на подшипниках качения. Рабочие колеса ступеней компрессора и турбины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487258
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5d9f

Экологически чистая газотурбинная установка регенеративного цикла с каталитической камерой сгорания и способ управления ее работой

Экологически чистая газотурбинная установка регенеративного цикла с каталитической камерой сгорания содержит осевой компрессор, турбину, теплообменник-рекуператор, каталитическую камеру сгорания, соединяющий их газовоздушный канал, топливную систему с форсункой, систему автоматического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489588
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.6526

Способ определения коэффициента сухого трения фрикционных пар при быстро осциллирующих перемещениях

Изобретение относится к области исследований и физических измерений. Сущность: одну неподвижную деталь фрикционной пары, выполняющую функцию демпфера, прижимают с варьируемым регулируемым усилием к другой подвижной детали этой пары, совершающей на резонансной частоте быстро осцилирующее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491531
Дата охранного документа: 27.08.2013
Показаны записи 1-10 из 11.
10.11.2014
№216.013.04bb

Способ и устройство для исследования температуропроводности материала

Группа изобретений относится к области измерительной техники и может быть использована для исследования температуропроводности материалов. Подготовленный для исследования образец подвергают воздействию тепловой и механической нагрузке, в форме осевого одноосного механического растяжения и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532609
Дата охранного документа: 10.11.2014
27.03.2015
№216.013.351e

Устройство для формирования и испытания образцов тонких покрытий

Изобретение относится к лабораторной испытательной технике, а именно к устройству для формирования и испытания образца тонких покрытий в нагрузочных устройствах, например, для испытания тонких керамических теплозащитных покрытий на механическую прочность растяжением. Устройство представляет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545082
Дата охранного документа: 27.03.2015
20.04.2015
№216.013.41f0

Способ определения адгезионной прочности теплозащитного покрытия на сдвиг и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству для определения адгезионной прочности теплозащитных покрытий для образцов. Для определения адгезионной прочности теплозащитного покрытия на сдвиг на подложку, выполненную в виде наружных поверхностей двух соосно установленных с поджатием по стыку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548378
Дата охранного документа: 20.04.2015
26.08.2017
№217.015.ebb2

Установка для испытания образцов на термоусталость

Изобретение относится к установкам для испытания образцов на термоусталость и может быть использовано для определения долговечности сплавов, применяемых в авиакосмической технике в условиях совместного действия термомеханических и вибрационных нагрузок. Установка содержит установленную на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628308
Дата охранного документа: 15.08.2017
17.02.2018
№218.016.2e24

Устройство для определения адгезионной прочности многослойного керамического теплозащитного покрытия

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для определения адгезионной прочности многослойного керамического теплозащитного покрытия (ТЗП), применяемого для защиты деталей машин от высоких температур, преимущественно в авиационной технике. Устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643682
Дата охранного документа: 05.02.2018
10.05.2018
№218.016.3a33

Способ исследования теплозащитных свойств высокотемпературных покрытий и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области технической физики, а именно к способам исследования теплозащитных свойств высокотемпературных покрытий и устройствам для их осуществления, и может быть использовано при испытаниях высокотемпературных покрытий деталей преимущественно газотурбинных двигателей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647562
Дата охранного документа: 16.03.2018
10.05.2018
№218.016.4fbf

Способ защиты корпуса лопаточных машин и устройство, реализующее способ

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам защиты корпуса лопаточных машин от пробиваемости при обрыве лопатки и устройствам, реализующим указанный способ, и может быть использовано в вентиляторах и/или компрессорах газотурбинных двигателей, в том числе в авиадвигателях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652857
Дата охранного документа: 03.05.2018
08.03.2019
№219.016.d500

Способ определения прочностных свойств высокотемпературных теплозащитных покрытий деталей и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к испытаниям высокотемпературных покрытий деталей, преимущественно ГТД. В процессе нагрева, при достижении заданной максимальной температуры в цикле, к рабочей лопатке или модели с теплозащитным покрытием, преимущественно столбчатой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002339930
Дата охранного документа: 27.11.2008
10.04.2019
№219.017.08e2

Способ определения прочностных свойств теплозащитных покрытий и устройство для его осуществления

Изобретение относится к лабораторной испытательной технике для определения прочностных свойств теплозащитных покрытий (ТЗП), применяемых в нагруженных деталях машин, преимущественно в авиакосмической технике. Техническим результатом является увеличение функциональной возможности имитации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002430351
Дата охранного документа: 27.09.2011
19.06.2019
№219.017.875c

Способ испытаний корпуса ротора лопаточных машин на непробиваемость и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к испытаниям корпусов роторов лопаточных машин на непробиваемость и исследованиям ударных воздействий на них. Способ заключается в том, что перед проведением испытаний на одной из лопаток, установленных на роторе, который расположен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002371692
Дата охранного документа: 27.10.2009
+ добавить свой РИД