Покращення властивостей поверхневих шарів елементів точного приладобудування з оптичних керамік шляхом попередньої електронно-променевої обробки їх поверхонь
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.2.49.2016.13Ключові слова:
точне приладобудування, оптична кераміка, електронний промінь, мікроструктура, твердість, термопружні напруженняАнотація
Для запобігання руйнуванням елементів з оптичних керамік практичне значення має попередня електронно-променева обробка поверхонь на стадії виготовлення приладів на їх основі, яка дозволяє покращувати властивості поверхневих шарів елементів, роблячи їх більш стійкими до зовнішніх теплових і механічних впливів. Мета: Метою роботи є дослідження впливу параметрів попередньої електронно-променевої обробки елементів з оптичних керамік на попередження їх руйнувань, покращення властивостей поверхневих шарів і підвищення стійкості до зовнішніх термодій. Матеріали і методи: Для дослідження впливу параметрів електронного променя на властивості поверхневих шарів елементів з оптичної кераміки (КО1, КО2, КО3, КО5, КО12) використовувались диски діаметром 3∙10-2…5∙10-2 м і товщиною 4∙10-3…6∙10-3 м, півсферичні обтічники діаметром 4∙10-2…8∙10-2 м. Для проведення досліджень термічної дії рухомого електронного променя на елементи з оптичної кераміки було використано спеціалізоване електронно-променеве обладнання, що дозволяє реалізувати стрічковий електронний промінь шириною 5∙10-4…5∙10-3 м, довжиною 6∙10-2…8∙10-2 м, густиною теплової дії Fn = 5∙106…9∙108 Вт/м2 і швидкістю переміщення V = 5∙10-3…10-1 м/с. Результати: В результаті проведених експериментальних досліджень встановлено, що для розглядуваних діапазонів зміни параметрів електронного променя (Fn = 106…1.6∙107 Вт/м2, V = 10-3…10-1 м/с) мікротвердість поверхні елементів змінюється від 1.2…2.9 (для необроблених елементів) до 5.7…6.4 ГПа (для оброблених елементів). Встановлено, що покращення вказаних властивостей приводить до підвищення стійкості елементів до зовнішніх термодій. Збільшено у 1.3…1.7 рази критичні значення зовнішніх теплових потоків та час їх дії. Перевищення цих параметрів призводить до руйнування елементів та виходу з ладу приладів для досліджуваного діапазону зміни зовнішнього тиску 105…107 Па. Підвищено гранично допустимі значення термопружних напружень в елементах з 50…140 до 160…370 МПа при температурах нагріву 300…1200 К.
Завантаження
Посилання
Bessmertnyi, V.S. Plasma treatment of glasses (A review) / V.S. Bessmertnyi // Glass and Ceramics. — 2001. — Vol. 58, Issue 3–4. — PP. 121–124.
Тарасов, В.В. Инфракрасные системы «смотрящего типа»: монография / В.В. Тарасов, Ю.Г. Якушенков. — М.: ЛОГОС, 2004. — 443 с.
Тепловые процессы при электронной обработке оптических материалов и эксплуатации изделий на их основе: монография / В.А. Ващенко, Д.И. Котельников, Ю.Г. Лега и др. — К.: Наукова думка, 2006. — 368 c.
Anderberg, B. Laser weapons: The dawn of a new military age / B. Anderberg, M.L. Wolbarsht. — New York: Plenum Press, 1992. — 244 p.
Airborne laser sensors and integrated systems / R. Sabatini, M.A. Richardson, A. Gardi, S. Ramasamya // Progress in Aerospace Sciences. — 2015. — Vol. 79. — PP. 15–63.
Современные аспекты лазерной терапии: монография / М.Н. Бонусь, А.И. Гладкова, С.А. Горбатюк и др.; ред.: В.Д. Попов. — Черкассы: Вертикаль, 2011. — 607 c.
Канашевич, Г.В. Перспективи використання електронного променю в технології інтегральної оптики / Г.В. Канашевич, В.А. Ващенко, М.О. Бондаренко // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. — 2000. — № 2. — С. 189–193.
Спеціальні методи обробки оптичного скла. Технологія, техніка, економіка / М.П. Бочок, М.П. Бутко, В.А. Ващенко та ін.; за ред. Д.І. Котельніков. — Чернігів: ЧДТУ, 2002. — 152 с.
Получение функциональных слоев в оптическом стекле и керамике методом электронной обработки / Г.Н. Дубровская, Г.В. Канашевич, В.А. Ващенко и др. // Сб. докл. Междунар. науч.-практ. симпозиума «Функциональные покрытия на стеклах» (FCG-1). — Харьков: НТЦ ХФТИ «Константа», 2003. — С. 135–137.
Основи електронної мікрообробки виробів з оптичних матеріалів: монографія / В.А. Ващенко, І.В. Яценко, Ю.Г. Лега, О.В. Кириченко. — К.: Наукова думка, 2011. — 560 c.
Influence of parameters by electronic ray on properties of superficial layers of optical elements of exact instrument-making / I. Yatsenko, V. Antoniuk, M. Bondarenko, V. Vashchenko // Proceedings of Scientific-Technical Conference “Innovations in Engineering”, 10-11 September 2015, Burgas, Bulgaria. — Sofia: Scientific-Technical Union of Mechanical Engineering, 2015. — PP. 64–66.
Определение критических значений параметров внешних термовоздействий на поверхность обтекателей ИК-приборов в условиях выстрела и полета / И.В. Яценко, В.С. Антонюк, В.А. Ващенко, В.В. Цыбулин // Наноинженерия. — 2015. — № 12. — С. 20–25.
Упреждение возможных разрушений оптических обтекателей ИК-приборов в условиях выстрела и полета / И.В. Яценко, В.С. Антонюк, В.А. Ващенко, В.В. Цыбулин // Наноинженерия. — 2015. — № 12. — С. 26–31.
Попередження можливих руйнувань оптичних елементів точного приладобудування в умовах зовнішніх термодій / І.В. Яценко, В.С. Антонюк, В.А. Ващенко, В.В. Цибулін // Журнал нано- та електронної фізики. — 2016. — Т. 8, № 1. — С. 01027-1 — 01027-6.
Yatsenko, I.V. Experimental and statistical models of impact determination of the electron beam parameters on surface layers properties of optical elements in precision instruments building / I.V. Yatsenko // Пр. Одес. політехн. ун-ту. — 2016. — Вип. 1(48). — С. 65–71.
Engel, L. An atlas of metal damage: surface examination by scanning electron microscope / L. Engel, H. Klingele. — 2nd Ed. — Herne: Flender Service, 2001. — 271 p.
Горелик, С.С. Рентгенографический и электронно-оптический анализ / С.С. Горелик, Ю.А. Скаков, Л.Н. Расторгуев. — М.: МИСИС, 2002. — 358 с.
Bauer, E. Surface microscopy with low energy electrons / E. Bauer. — New York: Springer, 2014. — 496 p.
