АО «НИИЭФА»
Акционерное общество
«НИИЭФА им. Д.В. Ефремова»
О компании Контакты Вакансии Новости Противодействие коррупции и хищениям Поставщикам Диссертационный совет Экологическая безопасность Охрана труда Торги имущества
 

ИМПУЛЬСНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ УСКОРИТЕЛИ ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Во многих странах разрабатываются и внедряются в промышленное производство пучковые технологии модификации материалов. Этими технологиями достигается повышение износостойкости, коррозионной стойкости, динамической прочности изделий, полировка поверхности, уменьшение коэффициента трения, удаление отработанных покрытий. Интерес к этим технологиям обусловлен тем, что их применение в промышленности вместо традиционных методов (термообработка в печах, закалка в кислотных и солевых растворах, гальваническое нанесение покрытий) позволяет экономить электроэнергию, повысить эффективность производства, уменьшить или исключить экологически вредные последствия производства. В ряде случаев пучковые технологии позволяют получать такие структурно-фазовые состояния материалов, которые не реализуются другими способами.

В НИИЭФА им Д.В.Ефремова в течение многих лет разрабатываются, создаются и внедряются электронно-пучковые установки, которые могут использоваться для модификации свойств материалов с целью улучшения эксплуатационных характеристик различных изделий. /Патент РФ №2395866 «Источник импульсных электронных пучков (варианты)», патент Германии DE 19541510 C2 «Gepulste Elektronenstrahlquelle und deren Verwendung»/.

Для разработки и реализации технологий модификации поверхностных свойств материалов разработаны и изготовлены ускорители серии ГЕЗА:

ПараметрыГеза-1Геза-2Геза-4Геза-5
Энергия электронов, кэВ 50-150 200-500 100-120 100-120
Максимальный ток пучка в импульсе, А 1000 500 1000 700
Максимальная площадь пучка на образце, см2 80 50 100 80
Длительность импульса, мкс 5-50 5-250 5-50 5-40
Максимальная плотность энергии в импульсе, Дж/cм2 100 500 50 50

Опытный образец электронно-лучевой установки для модификации поверхности лопаток газотурбинных двигателей (ГЕЗА-5).

Модификация поверхностных свойств материалов осуществляется двумя способами:

- непосредственным воздействием электронного пучка на поверхность материала (прямая модификация),

При воздействии мощных импульсных электронных пучков на материал его слой толщиной порядка длины пробега электронов в данном материале (от 10 до 100 мкм) очень быстро нагревается до температуры фазовых переходов.

По окончании импульса пучка нагретый слой быстро охлаждается процессом теплопроводности в глубину материала. В результате изменяются свойства поверхностного слоя:

• изменяется микроструктура - размер зерна уменьшается от сотен микрон до долей микрона, возможен переход в аморфное состояние и формирование наноструктур;

• изменяется фазовый состав, при этом возможно появление метастабильных фаз и соединений, которые при обычных методах термообработки образоваться не могут;

• гомогенизируется фазовый состав, например, измельчаются и однородно распределяются карбиды в сталях.

Привлекательными для практики следствием таких изменений является повышение твёрдости, коррозионной стойкости и износостойкости поверхности материалов, уменьшение коэффициента трения, повышение динамической прочности изделий.

Исследовательская установка Геза-1 Исследовательская установка Геза-2
Исследовательская установка Геза-1 Исследовательская установка Геза-2

Модификация поверхностных свойств материалов осуществляется двумя способами:

 
© 2004-2016, НИИЭФА им. Д.В.Ефремова, ОИТ. CMS English version Яндекс.Метрика