Научный архив: статьи

Статья посвящена рассмотрению особенностей получения вакуумноплотных спаев сапфира с металлами. Выявлено влияние на механическую прочность профилированного сапфира количества блоков и угла разориентации их границ, обоснована температурная зависимость предельного напряжения разрушения труб, проанализированы причины появления огранки у выращенного кристалла, влияние механической обработки (шлифовки и полировки) и высокотемпературного отжига на внутренние напряжения. Показано, что для получения надежного токоввода в сапфировую разрядную трубку, наполненную плазмообразующей средой на основе паров щелочного металла необходимо использовать сплав ниобия НбЦу и стеклокерамический припой на основе системы окислов CaO–Al2O3. Подробно исследованы структурные изменения в сплавах ниобия и в слое стеклокерамического припоя при различных температурах пайки, распределение концентрации ниобия в переходной зоне, выявлен оптимальный режим пайки стеклоцементом. Рассмотрен новый способ получения спая сапфира с металлом комбинацией методов предварительной металлизации и активной пайки. Реализация предложенного способа получения спая осуществляется посредством использования двух магнетронов с медной и титановой мишенями. Разработана математическая модель магнетронного напыления покрытий на вращающийся цилиндрический образец. Проанализирован механизм взаимодействия титана с сапфиром, рассмотрены результаты исследований процессов в глубине слоя металлизации и на границе с сапфиром при пайке медным припоем.

Проведены численные эксперименты для исследования влияния геометрических (диаметр разрядного канала, межэлектродное расстояние), электрических (удельная электрическая мощность, средняя мощность периодически следующих импульсов) и физических параметров (давление наполнения, состав плазмообразующих сред) разрядов в ксеноне и криптоне на спектрально-энергетические характеристики импульсных источников излучения. Получен широкий набор данных по параметрам разрядов, включая температурные поля в разряде и спектральные распределения излучения. Определены условия, при которых может быть обеспечен заданный уровень пиковой силы излучения в УФ-области спектра. Указаны диапазоны частот следования импульсов и средних электрических мощностей, обеспечивающих выполнение поставленных требований по выходу УФ-излучения. Дана оценка влияния эффекта обратимой непрозрачности кварца на мощность коротковолнового излучения. Результаты расчетов подтверждены в ходе экспериментальных работ.

В работе для повышения предельной величины удельной мощности разряда импульсной ксеноновой лампы предлагается произвести замену кварцевого стекла, используемого в качестве материала оболочки, на сапфир. Доказывается более высокая стойкость сапфира к термическим напряжениям, воздействию ударной волны и внутреннего давления разряда. Выполнен расчет конструкции токовводов в сапфировую оболочку импульсной ксеноновой лампы.

Приведены результаты экспериментальных исследований пространственного распределения излучения импульсных ксеноновых ламп с прямой и U-образной конфигурацией плазменного канала в ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном спектральном диапазоне. Показана зависимость формы индикатрисы от конструктивных особенностей импульсной лампы, коэффициентов поглощения плазмы и оболочки, ограничивающей разряд.

Работа посвящена разработке методики пирометрической регистрации температуры нагретых полупрозрачных материалов и рассмотрению результатов исследования тепловых полей кварцевой и сапфировой оболочек различных газоразрядных источников излучения. Показано влияние на температурное состояние оболочки конструктивных параметров лампы, удельной мощности разряда, теплопроводности плазмообразующей среды, свойств материала колбы, условий эксплуатации, пространственного расположения источника излучения.

Данная работа посвящена теоретическому анализу теплофизических процессов в импульсном ксеноновом разряде при добавлении в состав плазмообразующей среды другого инертного газа. На основе разработанной математической модели рассчитаны температурные зависимости теплопроводности смесей ксенона с неоном, криптоном и аргоном в различных процентных соотношениях. Показано влияние теплопроводности смеси газов на температуру, оптическое пропускание и кристаллизацию кварцевой оболочки газоразрядной лампы.