Тугоплавкого материала

Большой интерес для измерения высоких температур в условиях воздействия различных агрессивных сред представляет термопара из борида и карбида циркония (ZrB2 и ZrC) — твердых тугоплавких соединений. Борид и карбид циркония обладают при относительно вы-

условиях роста такой грубый дефект структуры, как граница зерен, возникает только при серьезных нарушениях технологического режима. К ним относятся значительное (свыше 10°) отклонение кристаллографической ориентации затравки от заданной; рост кристалла по плоскости, отличной от заданной (для полупроводников, обладающих полярной структурой); превышение концентрации легирующей примеси в расплаве сверх предела растворимости и наличие в расплаве посторонних, попавших в него извне включений (кусочки кварца, графита и т. п.) или тугоплавких соединений, образовавшихся в процессе приготовления расплава полупроводника (оксиды, карбиды и другие тугоплавкие соединения).

Удельное поверхностное сопротивление некоторых тугоплавких соединений и керметов

Тигельные испарители ( 10). Их изготавливают из вольфрама, тантала, молибдена, графита, а также из окислов алюминия, бериллия, циркония, тория, кремния, магния и некоторых других тугоплавких соединений — карбидов и нитридов. Тигли из

При плавке • металлов в ИПХТ-М не только исключается загрязнение расплава материалами тигля, но и возможна эффективная очистка расплава от неметаллических включений, внесенных в расплав ранее. Эти включения, как правило в виде тугоплавких соединений (окислов, нитридов, карбидов и т.п.), за счет циркуляции расплава периодически выносятся на относительно холодную стенку тигля, оседают на ней, и, таким образом, после кристаллизации слитка, оказывается в его поверхностной части, что позволяет удалить их механической обработкой [49].

При создании дисперсно-упрочненных сплавов методом порошковой металлургии встретились большие трудности из-за выбора подходящих тугоплавких соединений и равномерного распределения их в молибденовой матрице.

2. Алексеева 3. М., Иванов О. С. Уточнение высокотемпературной части диаграммы состояния системы U—Мо—С. — В сб.: Физико-химия сплавов и тугоплавких соединений с ураном и торием. М., «Наука», 1968, с. 145.

Дисилицид молибдена. В системе Mo—Si имеется несколько тугоплавких соединений, но практическое использование получило только устойчивое соединение MoSi2 с температурой плавления 2030°С. MoSia имеет слоистую структуру, состоящую из двух слоев атомов кремния и одного слоя атома молибдена. Нерастворим в минеральных кислотах, даже в плавиковой кислоте и царской водке, но растворим в смеси HF и HNO3 с выделением паров азота. Водные растворы щелочей на него не.действуют, но расплавы щелочей разлагают его. Изделия из MoSi2 при нормальных и высоких температурах имеют высокую прочность, например при 1000°С^ около 500 МПа, при 1200°С— около 400 МПа. Теплопроводность плотноспе-ченного MoSi2 — 35—40 Вт/(м-К). Коэффициент линейного расширения при 200—1500°С—9,2-10~6. Благодаря сравнительно низкому удельному объемному сопротивлению и слабоположительному коэффициенту электрического сопротивления MoSi2 нашел широкое применение. 'Исследования показали, что дисилицид молибдена обладает электронной проводимостью дырочного типа. Тугоплавкость, невысокое сопротивление, стойкость к окислению до 1700°С—все это позволяет использовать дисилицид молибдена в качестве нагревательных элементов сопротивления. Он также используется как перспективный материал для электродов МГД-генераторов.

Существуют различные виды керметов. По результатам взаимодействия керамической фазы с металлом можно выделить две основные группы керметов. Первая группа — это керметы с применением металлоподобных тугоплавких соединений на металлической связке. К этой группе относятся керметы на основе большинства карбидов, боридов, нитридов, силицидов, а 'также керметы, содержащие карбид титана; по своим свойствам они не уступают лучшим видам твердых сплавов металлов. Для этой группы характерна плотная и прочная связь между металлом и металл'оподобной фазой благодаря ее хорошему смачиванию металлом. Спекание таких керметов основано на обжиге при температуре, несколько превышающей температуру плавления металла связки. Образующаяся при этом жидкая подвижная металлическая фаза полностью смачивает поверхность металлоподобного соединения, проникая в мельчайшие трещины и неровности поверхности зерен кер-мета и обеспечивая тем самым его высокие прочностные свойства. '

11. Кислый П. С. Перспективы использования тугоплавких соединений для создания высокотемпературных термопар.— Порошковая металлургия» 1962, № 4, с. 60—55.

Дуговой разряд по длине можно подразделить на три области: среднюю—столб дуги, прикатодную и прианод-ную области.- В столбе дуги потенциал растет линейно по направлению от одного конца к другому; в приэлект-родных областях, протяженность которых весьма мала (порядка 10~5 см), он изменяется скачком. Между тем эти приэлектродные области, в первую очередь прика-тодная, образуют те потоки заряженных частиц, которые в столбе дуги ионизируют газ. Под действием бомбардирующих катод ионов он разогревается и находящиеся в нем, как во всяком металле, свободные электроны получают такие скорости теплового движения, что оказываются в состоянии преодолеть потенциальный барьер у поверхности катода и выйти в дуговой промежуток, где они ускоряются электрическим полем и при столкновении с нейтральными частицами ионизируют их толчком. Такая термоэлектронная эмиссия требует высокой температуры катода (более 2000 К), поэтому она возможна лишь тогда, когда катод выполнен из тугоплавкого материала. Катод из менее тугоплавкого материала интенсивно испаряется, и электроны выходят из окружающего катод раскаленного облака пара.

Диспергированный спай получают при пайке металлов припоями, которые не образуют с ними растворов ни в жидком, ни в твердом состоянии и не вступают в химические реакции. При температуре плавления легкоплавкого материала пары «материала заготовки — припой» смачивания тугоплавкого материала еще не происходит. Эффект смачивания достигается перегревом в условиях, предупреждающих окисление поверхностей заготовок и припоя. При этом вследствие адсорбционного взоздействия понижается прочность материала заготовок по границам зерен и микроблоков, где образуются трещины и в последующем происходит отделение твердных частиц. С увеличением выдержки в процессе пайки количество дисперсных частиц возрастает и в итоге приводит к заполнению зазора между заготовками дисперсными частицами, покрытыми тонким слоем припоя. Жидкая фаза практически полностью удаляется из зазора.

Системы образуют основные и дугогасительные контакты. Основные контакты образуются полюсными поверхностями якоря и магнитопровода, покрытыми материалом с высокой электропроводимостью. Дугогасительные контакты 8 состоят из напаек, выполненных из тугоплавкого материала, установленных на магнитопро-воде и конце упругого элемента.

Контакт-детали герсикона выполнены массивными с напайками из тугоплавкого материала. Подвод тока к подвижной контакт-детали осуществляется посредством гибкой связи высокой проводимости. Неподвижная контакт-деталь 11 крепится на конце специального регулировочного винта 7, введенного внутрь герметичной оболочки. Такое крепление позволяет регулировать зазор, провал и контактное нажатие. Внешние зажимы 5 и 8 расположены вне герметичного корпуса.

Следует отметить, что конструкция аппарата позволяет использовать достоинства твердометаллического контакта: трубки 4 могут быть выполнены из тугоплавкого материала, а наличие жидкого металла обеспечивает преимущество ЖМК — композиционный контакт (см. § 4-12). Аппарат имеет неограниченные возможности по значению коммутируемых токов за счет того, что его контактная система может быть выполнена сколь угодно большой.

Для уменьшения возникающих перенапряжений плавкая вставка имеет по длине прорези, причем их количество зависит от номинального напряжения предохранителя (из расчета 100—150 В на участок между прорезями). Так как вставка сгорает в узких местах, то длинная дуга оказывается разделенной на ряд коротких дуг, суммарное напряжение на которых не превышает суммы катодных и анодных падений напряжения (§ 4.3). Наполнителем в предохранителях ПН является чистый кварцевый песок (99 % SiO2). Вместо кварца может быть применен мел (СаСО3), иногда его смешивают с асбестовым волокном. При гашении дуги мел разлагается с выделением углекислого газа СО2 и СаО — тугоплавкого материала. Реакция происходит с поглощением энергии, что способствует гашению дуги. Иногда применяют для засыпки гипс (CaSOJ и борную кислоту.

Танталовые резистивные пленки можно распылять, получая при этом поверхностное сопротивление 50— 600 Ом/квадрат. Сопротивление можно регулировать в пределах ±3% окислением тантала при температуре выше 350°С. Температурные коэффициенты обычно находятся в пределах от —250 до +50- 1&~в/°С. Стабильность тантала как тугоплавкого материала позволяет поддерживать рассеиваемую мощность на уровне 5 Вт/см2. Толщина пленок меняется от 0,05 до 0,5 мкм.

В тигельных испарителях 2.8, б тигель 4, выполненный из проводящего тугоплавкого материала, находится относительно катода 3 под высоким (2—10 кВ) положительным потенциалом. Катод 3 из вольфрамовой проволоки нагревается током накала и в условиях давлений ниже 1Q-4 мм рт. ст. эмиттирует электроны, КОТО-

В тигельных испарителях 2.8, б тигель 4, выполненный из проводящего тугоплавкого материала, находится относительно катода 3 под высоким (2—10 кВ) положительным потенциалом. Катод 3 из вольфрамовой проволоки нагревается током накала и в условиях давлений ниже 1Q-4 мм рт. ст. эмиттирует электроны, КОТО-

Контакты герсикона выполнены массивными с напайками из тугоплавкого материала. Подвод тока к подвижному контакту осуществляется посредством гибкой связи высокой проводимости. Неподвижный контакт 11 крепится на конце специального регулировочного винта 7, введенного внутрь герметичной оболочки. Такое крепление позволяет регулировать зазор, провал и контактное нажатие. Внешние зажимы 5 и 8 расположены вне герметичного корпуса.

Лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Нить накала, располагаемая в стеклянной колбе лампы, изготовляется из тугоплавкого материала (вольфрама, тантала). Для предохранения нити от окисления воздух из стеклянной колбы выкачивается. С целью уменьшения испарения тугоплавкого материала нити в некоторых лампах колбы наполняют аргоно-азотной или криптоно-ксеноно-вой смесью газов. Для улучшения светотехнических показателей ламп накаливания нити выполняют в виде двойной спирали. Такие лампы получили название биспиральных.