Введение 3
1. Литературный обзор 4
1.1. Общие сведения о температуре 4
1.2. Классификация приборов для измерения температуры 4
1.2.1. Пирометры излучения 6
1.3. Термоэлектрический пирометр (термопара) 7
1.3.1. Характеристики термопар 8
1.3.2. Особенности промышленных термопар 10
1.4. Влияние температуры на механические свойства материалов... 11
1.5. Используемые материалы 12
1.5.1. Титановый сплав ВТ 1-0 12
1.5.2. Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т 13
1.5.3. Алюминий 14
1.5.4. Титан 14
2.Основная часть 15
2.1. Методика проведения эксперимента 15
2.2.1. Описание вакуумной электронно-пучковой установки «СОЛО» 16
2.2.2.Основные технические характеристики электронно-пучковой
установки «СОЛО» 17
2.3. Измерение температуры 18
2.4. Численные расчеты 20
Заключение 25
Список литературы 25
Механические и эксплуатационные свойства материалов во многом определяются режимом электронно-пучкового воздействия, а также такими характеристиками материала, как величина максимальной температуры нагрева, термический цикл, скорости плавления и кристаллизации [1]. Поэтому измерение температуры поверхности при высокоскоростном воздействии электронного пучка открывает возможности, как изучение процессов нагрева, плавления, испарения материалов, так и управления технологическими параметрами модификации с целью получения заранее заданных свойств материалов после электронно-пучковой модификации.
Импульсная электронно-пучковая установка «СОЛО», разработанная и изготовленная в Институте сильноточной электроники СО РАН, используется для модификации поверхности различных материалов и изделий [2]. В её основе лежит электронный источник с плазменным катодом на основе импульсного дугового разряда низкого давления с сеточной стабилизацией границы катодной плазмы [3], способный генерировать импульсный электронный пучок с длительностью импульса (20 - 200) мкс, током (20 - 300) А, энергией электронов (5 - 25) кэВ, плотностью энергии в импульсе до 100 Дж/см2, частотой следования импульсов (0,3 - 20) с-1. Диапазон рабочих давлений электронного источника (1 - 5)*10-2 Па, который поддерживается путём постоянного напуска рабочего газа (аргон) через источник. Воздействие импульсного электронного пучка на поверхность металлического материала позволяет достигать скоростей нагрева поверхностного слоя - 108 К/с, охлаждения - (106 - 107) К/с, что ведет к выглаживанию поверхности, импульсной закалке из расплавленного состояния и, как следствие, к существенному улучшению физико-химических, эксплуатационных свойств материалов.
В работе приводятся результаты измерений температуры поверхностей из титанового сплава ВТ1-0, алюминиевого сплава A7 (99, 7% Al),
нержавеющей стали 12Х18Н10Т (многокомпонентный сплав), системы алюминиевая подложка с титановым покрытием в импульсе высокоскоростного воздействия электронного пучка.
Измерение температуры поверхности образцов в процессе импульсного высокоскоростного воздействия на них энергии электронного пучка и сравнение с теоретическими данными показало, что скорость нагрева поверхности зависит от основных характеристик электронного пучка, а кристаллизация поверхностей протекает при температурах ниже температуры плавления.
