Современная электрометаллургия, 2018, №01



2018 №01 (03)

DOI of Article 10.15407/sem2018.01.04

2018 №01 (05)

---

Современная электрометаллургия, 2018, #1, 28-36 pages
 

Математическая модель плазменно-индукционного процесса выращивания монокристаллов тугоплавких металлов

А. Н. Гниздыло¹, В. В. Якуша¹, В. А. Шаповалов¹,

О. В. Карускевич¹, Ю. А. Никитенко¹, Н. В. Козуб^2
1Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03150, г. Киев, ул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²НТУУ «КПИ им. Игоря Сикорского». 03056, г. Киев, просп. Победы, 37
 
Abstract
Разработана и реализована математическая модель плазменно-индукционный плавки при совместном решении электромагнитной и тепловой задач в соответствии с технологической схемой процесса выращивания монокристаллов вольфрама и выполнена коррекция ее параметров на основании данных натурного эксперимента. Получены данные с достаточной для практических целей точностью характеристик тепловой картины в виде полей температур и градиентов, в том числе и в высокотемпературной области монокристалла вольфрама, что имеет большое значение в связи с существующими сложностями их получения другими способами измерения. Разработана методика математического моделирования, которая позволяет проводить прогнозирование оптимальных технологических параметров на основе анализа тепловой картины при изменении в широком диапазоне параметров геометрии монокристаллического слитка и конструкции электромагнитной системы. Даны рекомендации для разработки новых технологий, направленных на расширение сортамента тугоплавких монокристаллов при обеспечении высокой производительности и экономической эффективности. Библиогр. 12, ил. 6.
Ключевые слова: математическая модель; моделирование; плазменно-индукционный способ; профилированный монокристалл вольфрама; аддитивная технология; температурное поле
 
Received:                29.02.18
Published:               20.03.18
 
 
Список литературы

1. Гниздыло А. Н. (2015) Перспективы и совершенствование плазменно-индукционной технологии выращивания монокристаллов тугоплавких металлов. Современная электрометаллургия, 3, 16–22.
2. Шаповалов В. А. (2002) Модель индукционного нагрева для плазменно-индукционного выращивания монокристаллов. Проблемы специальной электрометаллургии, 1, 32–36.
3. Шаповалов В. А. (2002) Тепловая модель плазменно-дугового процесса выращивания монокристаллов вольфрама. Там же, 3, 20–23.
4. Тамм И. Е. (2003) Основы теории электричества. Учеб. пособие для вузов. Москва, ФИЗМАТЛИТ.
5. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. (1982) Теоретическая физика. Т. 8. Электродинамика сплошных сред. Москва, Наука.
6. Немков В. С., Демидович В. Б. (1988) Теория и расчет устройств индукционного нагрева. Ленинград, Энергоатомиздат.
7. (1985) Дриц М. Е. (ред.) Свойства элементов. Справочник. Москва, Металлургия.
8. Мармер Э. Н, Гурвич О. С., Мальцева Л. Ф. (1967) Высокотемпературные материалы. Москва, Металлургия.
9. Зиновьев В. Е. (1989) Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. Справочное издание. Москва, Металлургия.
10. Шаповалов В. А., Коваленко А. А., Шейко И. В., Жолудь В. В. (1993) Влияние технологических параметров на возникновение дефектов при послойном формировании крупных профилированных монокристаллов тугоплавких металлов. Проблемы специальной электрометаллургии, 4, 54–57.
11. https://www.comsol.com/
12. Шаповалов В. А., Якуша В. В., Никитенко Ю. А. и др. (2014) Изучение температурного поля профилированных монокристаллов вольфрама, получаемых плазменно-индукционным способом. Современная электрометаллургия, 3, 31–35.