Технологические процессы и материалы. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Процесс формирования структуры и состава МДО-покрытий на алюминиевых сплавах
Статья научная
Проведены исследования процесса формирования поверхностного слоя при микродуговом оксидировании. Представлены результаты экспериментальных исследований по определению структуры и состава оксидных покрытий на алюминиевых сплавах. В результате проведенных исследований установлено, что, в отличие от имеющихся представлений о начальных стадиях процесса микродугового оксидирования, «барьерный слой» растет неравномерно по площади образца. Четкой границы между доискровым и искровым режимами процесса не выявлено. Неравномерность нарастания «барьерного слоя» связана с различным распределением напряженности электрического поля по поверхности образца и концентрации компонентов электролита. В зависимости от применяемых электролитов внутренние слои покрытий состоят, в основном, из оксида алюминия, а внешние слои содержат компоненты, сформированные в результате термохимических преобразований электролита.
Бесплатно
Равновесное распределение дефектов в теллуриде кадмия до воздействия внешних факторов
Статья научная
Надежность электронного оборудования, в том числе и в аэрокосмической отрасли, как в нормальных, так и в экстремальных условиях сопряжена с деградацией материалов ввиду формирования и развития дефектной сети. Теллурид кадмия - один из полупроводников, который активно используется при создании солнечных элементов и современных устройств микроэлектроники. В работе предложена модель распределения точечных дефектов в теллуриде кадмия до воздействия какого-либо ионизирующего излучения, что позволило рассчитать эффективную энергию тепловой активации пары Френкеля - 1,37 эВ. Исследования особенностей формирования и эволюции дефектов с применением методов моделирования в теллуриде кадмия, в перспективе позволит повысить качество его технологического использования, экономя финансовые ресурсы и повышая надежность изделий.
Бесплатно
Радиационная стойкость термостабилизирующих покрытий космических аппаратов на основе титаната бария
Статья обзорная
Выполнен сравнительный анализ спектров диффузного отражения, интегральных коэффициентов поглощения и их изменений после облучения электронами (Е = 30 кэВ, Ф ≤ 3∙1016 см-2) покрытий на основе порошков титаната бария, модифицированных оксидом алюминия и диоксидом циркония (Ba0,6Al0,4TiO3 и BaTi0,7Zr0,3O3). Установлено, что использование нанопорошков Al2O3 и ZrO2 вместо микропорошков при модифицировании BaTiO3 приводит к увеличению радиационной стойкости покрытий.
Бесплатно
Статья научная
Разработана технология термической подготовки углей для организации растопки котлов с минимальным расходом мазута. Оценка коммерческой эффективности инновационных проектов с использованием разработанной технологии свидетельствует о ее высокой инвестиционной привлекательности.
Бесплатно
Разработка многолезвийного инструмента для ротационного точения винтовой поверхности деталей машин
Статья научная
Предложена методика разработки многолезвийного инструмента для ротационного точения винтовой по- верхности.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается способ адаптивного управления технологическим процессом создания прецизионных антенных рефлекторов из полимерных композиционных материалов заключающийся в том, что последовательно на каждом технологическом этапе измеряются контролируемые и технологические параметры, уточняются экспериментальные зависимости определяющие связь контролируемых параметров с показателями качества готового изделия. На основе полученных данных оптимизируются технологические параметры последующих этапов, обеспечивающие достижения заданных показателей качества готового изделия.
Бесплатно
Статья научная
Освоение Солнечной системы человеком подразумевает создание долгосрочных обитаемых баз на ряде космических тел: Луне, Марсе и др. Поддержание на таких базах среды благоприятной для экипажа возможно благодаря системам жизнеобеспечения (СЖО), в которых реализуется замкнутый массообмен продуктов и отходов между экипажем, звеном высших растений и другими звеньями. Замкнутость повышает надежность и автономность системы, снижает стоимость ее снабжения. Управление таким массообменом представляется трудной технической задачей, требующей затрат многих человеко-часов, что является ценным ресурсом при осуществлении пилотируемых космических миссий. В общем случае эта задача решается средствами автоматики, однако, необходимо учитывать специфику процессов, поддерживающих массообмен, так как это позволит найти пути упрощения аппаратной и логической составляющих, повысить их универсальность и надежность. В данной статье представлен анализ технологических процессов экспериментального блока выделения NaCl из растворов минерализованных метаболитов человека и предложен простой алгоритм управления, который без принципиальных изменений может быть использован для всех процессов блока. Без разработки цикла превращений NaCl становится практически невозможным создание долгосрочно функционирующей биолого-технической системы жизнеобеспечения - оптимального варианта СЖО для инопланетных баз. В таких системах происходит массообмен между экипажем и звеном высших растений и существует опасность накопления NaCl в ирригационных растворах и последующего отравления растительного звена. Поэтому проблема управления циклом превращений NaCl в массообменных процессах высокой степени замкнутости является актуальной, а универсальные принципы автоматизированного управления могут быть использованы не только в космических, но и земных приложениях: в замкнутых агротехнических циклах и научно-образовательных стендах.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются проблемы и пути внедрения стандартов, устанавливающих требования к качеству и компетентности клинико-диагностических лабораторий (КДЛ). Приведены результаты разработки и испытаний системы стандартизации их деятельности.
Бесплатно
Статья научная
Актуальность исследования обусловлена активным развитием современного оборудования с применением мощных источников электромагнитного излучения, а также расширением сфер их применения. Представлены результаты разработки структуры и технологии изготовления термостойкой радиоотражающей ткани, отличающейся от существующих аналогов высокой термо- и радиационной стойкостью, меньшей поверхностной плотностью, высоким значением коэффициента отражения электромагнитного излучения частотой до 16 ГГц включительно. Необходимость использования новых радиоотражающих тканей продиктована ужесточением требований, предъявляемых к материалам и конструкциям космических антенн. Цель работы состояла в замене существующей серийной ткани, используемой в конструкциях излучателей спиральных космических антенн, на радиоотражающую ткань, изготовленную из новых комбинированных термостойких электропроводящих нитей. Комбинированные термостойкие электропроводящие нити предложено вырабатывать на крутильно-оплеточных машинах специальной конструкции. В качестве сердечника комбинированных нитей предложено использовать параарамидные или полиимидные нити линейной плотности не более 8-14 текс, а в качестве электропроводящей оплетки использовать стальные или медные микропроволоки диаметром не более 50 мкм. Разработанные нити отличаются высокими значениями разрывной нагрузки, малым удлинением и малой линейной плотностью. Предложены технологические параметры (натяжение и скоростные режимы) изготовления комбинированных нитей и технологические параметры процесса изготовления радиоотражающей ткани на их основе по переходам ткацкого производства. Исследованы основные физико-механические свойства и радиотехнические характеристики серийной и новой радиоотражающих тканей. Спроектированные на базе комбинированных термостойких электропроводящих нитей образцы радиоотражающих тканей обладают поверхностной плотностью от 50 до 130 г/м2 при требовании не более 150 г/м2. Новые образцы радиоотражающих тканей обеспечивают коэффициент отражения излучения частотой до 16 ГГц на уровне 98 % при требовании не менее 95 %. Установлено, что разработанная ткань имеет преимущество перед существующей тканью по всем показателям. Результатом работы является внедрение новых тканей в конструкции спиральных антенн, разрабаты- ваемых АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева».
Бесплатно
Статья научная
Технологии утилизации органических отходов внутри замкнутых экосистем (ЗЭС) космического назначения позволяют вовлекать вещество отходов в массообменный процесс ЗЭС, что обеспечивает поддержание жиз- недеятельности экипажа. Среди таких технологий перспективной представляется комплексная технология, включающая утилизацию и вовлечение во внутрисистемный массообмен рыбных отходов. Это связано с тем, что рыба рассматривается как один из перспективных источников животного белка для экипажа ЗЭС. В связи с этим представлены результаты исследований по разработке технологии минерализации органических отхо- дов, включая рыбные отходы. Требования, предъявляемые к такой технологии, включают, в частности, эколо- гичность образующихся продуктов, приемлемую скорость переработки (среднее время переработки суточной нормы отходов не превышает суток), достаточную легкость и компактность, простоту включения продук- тов в трофическую цепь биологических звеньев ЗЭС и возможность совместно перерабатывать различные типы органических отходов, характерных для ЗЭС (плотные и жидкие отходы жизнедеятельности человека, несъедобная растительная биомасса и продукты жизнедеятельности и несъедобная биомасса других биологи- ческих звеньев ЗЭС). Разработанный в Институте биофизики СО РАН метод «мокрого» сжигания в перекиси водорода удовлетворяет вышеперечисленным требованиям и был взят за основу технологического процесса утилизации рыбных отходов. В ходе исследования была экспериментально доказана эффективность совмест- ного окисления рыбных отходов с экзометаболитами человека, что в совокупности с процессом пережигания осадка в реакторе «мокрого» сжигания позволяет минерализовать рыбные отходы в достаточной мере, что- бы использовать продукты переработки в качестве источника минерального питания растительного звена ЗЭС. Общее время технологических процессов составляет примерно 14 ч. Удается вывести в доступную для растений форму более 90 % минеральных макроэлементов. Полученная динамика процесса позволяет в даль- нейшем наладить автоматическое управление реактором на основании показаний текущего времени с воз- можностью аварийного отключения по показаниям давления, температуры и силы тока. Представленная работа открывает перспективы для разработки блока физико-химической комплексной переработки различ- ных видов органических отходов для ЗЭС космического назначения.
Бесплатно
Разработка технологии нанесения радиоотражающих покрытий
Статья научная
Разработана технология напыления многослойного радиоотражающего покрытия методом магнетронного распыления. Представлены результаты процесса подготовки поверхности под нанесение покрытий, результаты измерения скорости осаждения слоев SiO 2 и Al, удельного сопротивления алюминиевой пленки в зависимости от условий и режимов напыления. Установлены основные технологические режимы напыления всех слоев покрытия.
Бесплатно
Разработка технологии отжига отливок из сплава АК12 системы алюминии-кремнии
Статья научная
Показана перспективность применения отэюиза для снятия внутренних напряэюении литых колес из сплавов системы алюминии-кремнии с целью повышения механических свойств материала.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы создания формостабильных интегральных тонкостенных конструкций из полимерных композиционных материалов методом частичного отверждения связующего. Актуальность работы обусловлена возрастающими требованиями, предъявляемыми к конструкциям аэрокосмического назначения: увеличение прочности конструкции и снижение ее веса. Используя метод частичного отверждения, возможно создание интегральных конструкций с пониженным весом за счет отсутствия механических креплений, с высокой прочностью, жесткостью и размеростабильностью, ввиду отсутствия дополнительных материалов, помимо материала матрицы и армирующего наполнителя, что позволяет добиться принципа непрерывности конечного материала. Дополнительным преимуществом приема частичного отверждения является возможность формования конструкции за один технологический цикл. Описано актуальное состояние технологии производства изделий методом частичного отверждения, выделены результаты исследовательских предшествующих работ. Проведен анализ стадии отверждения полимерного связующего горячего отверждения. Определены оптимальные параметры режима отверждения связующего, учитывающего задачу обеспечения максимальной адгезии между деталями интегральной конструкции и минимального времени цикла для решения вопроса организации серийного изготовления. Кроме того, рассмотрена возможная конструкция технологической оснастки, пригодной для изготовления деталей методом трансферного формования с использованием приема частичного отверждения связующего в различных зонах тонкостенных оболочечных конструкций. Рассмотрена конструкция теплообменника для осуществления отвода тепла из зон с требуемым частичным отверждением. Проведен тепловой расчет различных конструкций теплообменников, показана теоретическая эффективность выбранной схемы. Показаны пути оценки эффективности разрабатываемой технологии на основе проведения прочностных и теплофизических испытаний. Результаты работы могут быть использованы при проектировании и изготовлении прецизионных размеростабильных изделий сложной формы из полимерных композиционных материалов аэрокосмического назначения.
Бесплатно
Статья научная
Для защиты деталей и узлов, изготовленных из алюминиевых сплавов, от коррозии применяют покрытия, полученные гальваническим методом, которые не всегда удовлетворяют требованиям по коррозионной стойкости. Данный метод имеет ряд недостатков, связанных с применением агрессивных электролитов (растворы сильных кислот), наличием дополнительных операций, предусматривающих подготовку поверхности (предварительное обезжиривание, травление), а также необходимостью в технологическом цикле наличия холодильного оборудования. В связи с этим существует необходимость в применении новых методов по защите алюминиевых сплавов от коррозии. Одним из перспективных методов нанесения защитных покрытий на алюминиевые сплавы является микродуговое оксидирование (МДО). Для формирования покрытий с требуемыми эксплуатационными свойствами разработана принципиальная схема взаимосвязей технологических параметров процесса МДО со свойствами получаемых покрытий. С целью подтверждения теоретических предположений проведены исследовательские работы по определению закономерности влияния технологических режимов микродугового оксидирования на физико-механические свойства получаемых покрытий. Установлены закономерности влияния технологических режимов микродугового оксидирования на физико-механические свойства получаемых покрытий. Выявлено, что скорость коррозии МДО-покрытий в условиях ускоренных испытаний составляет 0,088 мм/год, что в 5 раз ниже твердого анодно-оксидного покрытия 0,4175 мм/год, полученного гальваническим методом. По полученным данным расчетов и отношению к группам коррозионной стойкости можно судить о более высокой коррозионной стойкости МДО-покрытий в агрессивных средах по сравнению с покрытиями, полученными гальваническим методом.
Бесплатно
Статья научная
Алюминий и сплавы на его основе являются основными материалами для космического машиностроения, как при производстве деталей аппаратов, так и в организации электроснабжения и электроники. Сырьем для получения алюминия является глинозем. Производство глинозема - это многостадийный процесс, включающий в себя переработку сырья различными способами: механически, термически, химически. Механическая переработка сырья является первой стадией производства, в нее входят отделение дробления и приготовления шихты. Подготовка шихты из нефелиновой руды к дальнейшим стадиям производства происходит в мельницах с добавлением известняка и оборотного раствора. Соотношение компонентов, поступающих в мельницы, напрямую влияет на состав шихты и качество конечного продукта. При этом требуемое качество шихты не всегда обеспечивается, так как расходы компонентов задаются человеком по результатам редкого химического анализа, выполняемого лабораторией с запаздыванием. Целью работы является совершенствование управления мельницей при получении шихты нефелиновой руды. Разработана программа виртуального управления мельницами и мнемосхема в программной среде TIA Portal с применением микропроцессорного контроллера S7-1500. Разработана система автоматического регулирования известкового и щелочного модулей сырьевой шихты. Программа управления построена на основе расчета влажности шихты, а также щелочного и известнякового модулей в зависимости от состава руды, известняка, а также скоростей подачи в мельницу оборотной воды, руды и известняка. Мнемосхема включает в себя индикацию важных параметров процесса, тренды входных и выходных характеристик и инструменты для задания управляющих воздействий.
Бесплатно
Разработка элементов управления механизмами параллельной структуры
Статья научная
Рассмотрены аспекты управления устройствами параллельной кинематики. Создана система управления шаговыми двигателями. При её разработке усовершенствован контроллер шаговых двигателей, написана программа управления для биполярных и униполярных двигателей.
Бесплатно
Расчет вероятности генерации поверхностных возбуждений электронами, отраженными от поверхности Si
Статья научная
Кремний - основной материал наноэлектроники и солнечной энергетики. На основе кремния в настоящее время создается множество структур, обладающих уникальными свойствами и позволяющих решать прикладные задачи. Одной из областей применения кремния является создание на его основе фотоэлектрических преобразователей для космической и авиационной техники. В перспективе фотоэлектрические приборы на основе кремния могут быть изготовлены из материалов, содержащихся в лунном грунте, и кремний послужит основой для создания космических солнечных электростанций. Контроль элементного состава и физических свойств материалов, используемых в космическом материаловедении, играет важную роль, соответственно, необходимо совершенствовать методы исследования материалов. Методы исследования развиваются как в технологическом направлении, так и в направлении обработки и интерпретации экспериментальных результатов. Одним из распространенных методов исследования поверхности является электронная спектроскопия. При входе и выходе из поверхности электроны генерируют поверхностные возбуждения, которые несут количественную информацию о различных процессах взаимодействия электронов с веществом. Интенсивности Оже- и фотоэлектронных пиков зависят от вероятности неупругого рассеяния как внутри твердого тела, так и в приповерхностном слое. Вероятность генерации электроном поверхностных возбуждений при единичном акте взаимодействия с поверхностью называется поверхностным параметром, является наиболее удобной величиной для описания влияния поверхностных возбуждений на интенсивность Оже-электронов и играет важную роль при количественном анализе в Оже-электронной спектроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, спектроскопии характеристических потерь энергии электронов. В данной работе спектры потерь энергии отраженных электронов получены для серии образцов Si, изготовленных при различных технологических условиях и имеющих разную кристаллографическую ориентацию. Из этих экспериментальных спектров вычислены зависимости произведения средней длины неупругого пробега и дифференциального сечения неупругого рассеяния электронов от потерь энергии электронов. Предложен новый метод определения параметра поверхностных возбуждений в спектроскопии сечения неупругого рассеяния электронов, основанный на разложении этих спектров на пики потерь, описываемые трехпараметрическими универсальными функциями сечения неупругого рассеяния электронов Тоугаарда.
Бесплатно
Расчет параметров двухзеркального лучевода
Статья научная
Представлен расчет лучевода численно-аналитическим методом. Получены частотные зависимости коэффициента стоячей волны (КСВ) от геометрических параметров лучевода.
Бесплатно
Расчетно-аналитический метод выбора припусков на обработку резанием деталей силовых агрегатов
Статья научная
Предложен расчетно-аналитический метод выбора припусков на обработку резанием стальных деталей силовых агрегатов, позволяющий уменьшить расход материала, трудоемкость изготовления деталей и износ инструмента.
Бесплатно
Расчетное моделирование течения в полости дискового насоса
Статья научная
Рассматривается подход к построению математической модели дискового насоса трения путем разложения его гидравлического тракта на отдельные структурно-функциональные участки. На основе выражений для напряжений трения, полученных из уравнений импульсов турбулентного пространственнопограничного слоя, приведены решения уравнений движения вязкой несжимаемой жидкости в каждом из участков.
Бесплатно
