Eng
Ukr
Rus
Печать
2014 №03 (04) 2014 №03 (06)

Современная электрометаллургия 2014 #03
SEM, 2014, #3, 31-35 pages

 
ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ПРОФИЛИРОВАННЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ ВОЛЬФРАМА, ПОЛУЧАЕМЫХ ПЛАЗМЕННО-ИНДУКЦИОННЫМ СПОСОБОМ
 
Journal                    Современная электрометаллургия
Publisher                 International Association «Welding»
ISSN                       2415-8445 (print)
Issue                       № 3, 2014 (July)
Pages                      31-35
 
 
Authors
В. А. Шаповалов1, В. В. Якуша1, Ю. А. Никитенко1, В. В. Долиненко1, А. Н. Гниздыло1, В. В. Жолудь2
1Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев, ул. Боженко 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
2Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины. 03680, г. Киев, бул. Академика Вернадского, 36. E-mail: metall@imp.kiev.ua
 
 
Abstract
Рассмотрен вопрос экспериментального исследования температурного поля в профилированном монокристалле вольфрама при плазменно-индукционном способе выращивания. На основании данных прямых измерений температур в кристалле с помощью термопар ВР 5/20 выполнен анализ температурных градиентов в его объеме. Показано, что при данном способе выращивание монокристалла проходит в условиях практически плоского фронта кристаллизации, и термонапряженное состояние профилированного кристалла в основном определяется значением градиентов температур вдоль его ширины и высоты. Установлено, что максимальное значение температурных градиентов составляет соответственно 36 и 90 °С/мм, а зона их максимума сосредоточена вблизи фронта кристаллизации. Выявлено, что индукционный нагрев боковой поверхности монокристалла способствует уменьшению уровня температурных градиентов в его объеме. На расстоянии двух толщин кристалла от его верхнего торца формирование структуры монокристалла в твердой фазе происходит при постоянном градиенте температур. Выполнен сравнительный анализ пространственного распределения градиентов температур монокристаллов плазменно-дугового и плазменно-индукционного способов плавки. Экспериментально подтверждено, что плазменно-индукционный процесс формирования крупного профилированного монокристалла сопровождается меньшими (на 10...15 °С/мм) значениями градиентов температур в большей части его объема по сравнению с плазменно-дуговым процессом формирования цилиндрического кристалла диаметром 30 мм. Библиогр. 12, ил. 8.
 
 
Keywords: профилированный монокристалл вольфрама; плазменно-индукционный способ; температурное поле; градиент температур; дислокации; температурные напряжения; эквивалентный конвективный теплообмен
 
 
Received:                09.01.14
Published:               30.07.14
 
 
References
1. Смирнов В. П. Термоядерная энергетика Е крупнейший международный инновационный проект // Рос. хим. журнал. - 2008. - LII, № 6. - С. 79-94.
2. Филатов О. Г., Мазуль И. В. Экспериментальный комплекс НИИЭФА для имитации эксплуатационных факторов «первой стенки» реактора ИТЭР // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Термоядерный синтез. - 2003. - Вып. 3. - С. 3-31.
3. Манохин А. И., Бурханов Г. С. Современное состояние проблемы металлических монокристаллов // Высокочистые и монокристаллические металлические материалы. - М.: Наука, 1987. - С. 5-13.
4. Кервалишвили И. Д., Щелкин Ю. Ф. Тепловые условияЕ фактор, определяющий получение совершенных кристаллов // Физика и химия обработки материалов. - 1982. - № 5. - С. 70-78.
5. Предтеченский Б. С., Старостина Л. С. Дислокации в монокристаллах молибдена, полученных зонным плавлением // Рост и дефекты металлических кристаллов / Под ред. Д. Е. Овсиенко. - Киев: Наук. думка, 1972. - С. 213-217.
6. Глебовский В. Г., Семенов В. Н., Ломейко В. В. Влияние условий кристаллизации на структурное совершенство монокристаллов вольфрама // Высокочистые и монокристаллические металлические материалы / Под ред. А.И. Манохина. - М.: Наука, 1987. - С. 38-42.
7. Исследование условий образования дислокаций в монокристаллах арсенида галлия при выращивания из расплава / В. В. Освенский, М. Г. Мильвидский, В.В.Кулагин и др. // Рост и дефекты металлических кристаллов/ Под ред. Д. Е. Овсиенко. - Киев: Наук. думка, 1972. - С. 251-261.
8. Температурные поля в крупных монокристаллах вольфрама плоской формы при плазменно-индукционном методе выращивания / А. А. Коваленко, В. А. Шаповалов, Ю.В. Латаш и др.// Пробл. спец. электрометаллургии. - Киев, 1994. - № 3, 4. - С. 48-52.
9. Шаповалов В. О. Наукові та технологічні основи плазмово-індукційного вирощування крупних монокристалів тугоплавких металів: Автореф. дис. ... д-ра техн. наук (НАН України. Ін-т електрозварювання ім. Є. О. Патона). - Київ, 2003. - 36 с.
10. Уточнение инерционных свойств термопар, применяемых при исследованиях металлургических и сварочных процессов / В. В. Долиненко, Е. В. Шаповалов, В. А. Коляда и др. // Современ. электрометаллургия. - 2012. - № 4. - С. 33-36.
11. Мильвидский М. Г., Освенский В. Б. Структурные дефекты в монокристаллах полупроводников. - М.: Металлургия, 1984. - 256 с.
12. Анализ тепловых условий получения монокристаллов тугоплавких металлов с использованием плазменно-дугового источника нагрева / И. Д. Кервалишвили, Г. С. Бурханов, Ю. Ф. Щелкин и др. // Металлические монокристаллы: Сб. науч. тр. - М.: Наука Публишерс, 1990. - С. 22-34.
>