Генератор паров меди

Генераторы паров меди. Генераторы паров меди 2 (см. рис. 2.5) установлены в местах соединений трубок разрядного канала с втулками — на внутренней поверхности втулок. Высота генераторов равна зазору между трубками канала (20 мм). Долговечность АЭ в конечном итоге определяется запасом рабочего вещества (меди) в этих генераторах и скоростью его ухода на холодные концы канала. Но к генераторам предъявляются дополнительные жесткие требования, от которых зависит эффективность и долговечность АЭ. Материалы гене- [c.38]

Рис. 2.6. Конструкции генераторов паров меди 1 — медь 2 — молибденовая втулка 3 — танталовая втулка 4 — металлическая втулка 5 — втулка из сплава Мо-Си или W- u 6 — танталовая обойма

Расчет диаметров слоев теплоизоляторов проводился при следующих условиях D = 2> мм — внешний диаметр соединительных керамических втулок разрядного канала (на которых находятся генераторы паров меди), Т 1600°С — максимальная рабочая температура соединительных втулок с генераторами меди, Т2 = 1100°С — предельная рабочая температура теплоизолятора ВКВ-1, Л = 0,3 Вт/(м К) — коэффициент теплопроводности теплоизолятора из микросфер марки Т . Подставив эти значения в формулу, получаем значение диаметра теплоизолятора — 50 мм. Расчет внешнего диаметра теплоизолятора из волокна ВКВ-1 проводился при следующих условиях D = 50 мм — диаметр границы раздела теплоизоляторов, Т = 1100°С — температура на этой границе, — 400 °С — предельная эксплуатационная температура вакуумноплотной оболочки, Л = 0,27 Вт/(м К) — коэффициент теплопроводности волокна ВКВ-1. Подставив эти значения в формулу, получаем значение диаметра внешнего слоя теплоизолятора Ё>2 = 96 мм. [c.54]

Параметры ЛПМ с АЭ ГЛ-201 с улучшенными условиями накачки при разных генераторах паров меди и давлениях буферного газа [c.79]

В период разработки АЭ ГЛ-201 его энергетические параметры исследовались в основном для случая прямой схемы исполнения модулятора накачки. Практический КПД составлял 0,4-0,67%, средняя мощность излучения 10-18 Вт при ЧПИ 3-18 кГц. С целью повышения КПД и мощности излучения ГЛ-201 был проведен комплекс экспериментальных исследований с модулятором накачки, выполненным по схеме удвоения напряжения и сжатия импульсов тока (см. рис. 3.2, б, в), для разных конструкций генераторов паров меди и давлений буферного газа неона. [c.79]

АЭ ГЛ-201 с генераторами паров меди в танталовой оболочке [c.79]

АЭ ГЛ-201 со свободным расположением меди и псевдосплавами W- u и Мо-Си в качестве генераторов паров меди [c.84]

АЭ с танталовыми генераторами паров меди после длительных испытаний разбирались для анализа. Медь в генераторах имела черный цвет тантал сильно диффундирует в медь, что, естественно. [c.85]

При низких давлениях неона как с медно-вольфрамовыми, так и с медно-молибденовыми генераторами паров меди достигнуты высокие и одинаковые параметры. W- u и Мо-Си-генераторы представляли собой вольфрамовые или молибденовые губки, пропитанные медью, — псевдосплавы (см. рис. 2.6, d). При использовании схемы емкостного удвоения напряжения (см. рис. 3.2, в) с этими генераторами, как и в эксперименте со свободной медью, уменьшение давления с 250 до 50 мм рт. ст. приводило к увеличению мощности излучения с 25 до 34 Вт с практическим КПД на уровне 0,9%, что в пять раз больше, чем в случае танталовых генераторов. С такими генераторами был испытан и АЭ Кулон (ГЛ-204), диаметр и длина разрядного канала которого составляли 12 и 340 мм соответственно. Мощность излучения при низких давлениях также была выше, чем в случае танталовых генераторов. При этом разницы в работе приборов с W- u и Мо-Си-генераторами не обнаружено. При использовании W- u и Мо-Си-генераторов отсутствует протекание меди, не перекрывается апертура разрядного канала и не наблюдается роста дендритов. К недостатку следует отнести то, что в этих генераторах масса меди примерно в три раза меньше, чем в генераторах других типов. К тому же срок службы АЭ с W- u-генераторами ограничен. Через 600 ч на внутренней поверхности керамического разрядного канала образуется токопроводящая пленка из вольфрама, покрывающая примерно треть канала с каждого конца. При этом вся вводимая в АЭ мощность выделяется в центральной области разрядного канала, что приводит к расплавлению и разрушению канала. [c.86]

АЭ ГЛ-201 с генераторами паров меди на молибденовой подложке [c.87]

Рис. 3.9. Зависимости средней мощности излучения суммарной (/), на зеленой (2) и желтой (5) линиях, температуры разрядного канала (4) и практического КПД (5) от мощности, потребляемой от выпрямителя, для АЭ ГЛ-201 с генераторами паров меди на молибденовой подложке с прямой схемой исполнения модулятора накачки при ЧПИ 10 кГц. Осциллограммы импульсов напряжения (6), тока разряда (7) и излучения (5)

КПД и мош,ность АЭ с молибденовыми генераторами паров меди и добавкой водорода возросли более чем в 1,5 раза в сравнении с АЭ, имеющими танталовые генераторы, возросла оптимальная рабочая температура разрядного канала (в данном случае с 1480 до 1550°С), и соответственно концентрация паров меди. [c.90]

Генератор паров меди 30, 31, 38, 39, 41-44, 64-69, 79, 84, 87, 94, 101, 206, 207, 208, 212, 213 [c.305]

Разрядный канал, генераторы и конденсоры паров меди [c.36]

Первый АЭ ГЛ-201, который испытывался на долговечность, содержал в каждом генераторе 11 г меди, имел давление неона 180 мм рт. ст. Расстояние от конденсоров до крайних генераторов меди составляло 9 см, до центральных — 30 см, температура стенки разрядного канала 1520°С. Этой температуре соответствует концентрация паров меди iV = 2,1 10 см [203]. Коэффициент диффузии при давлении неона 180 мм рт. ст. составляет D 20 см /с масса атома меди 7 = 1,06 х X 10 г, площадь апертуры канала — S 3,14 см . [c.64]

Дальнейшее снижение давления неона (ниже 100 мм рт. ст.) ведет к уменьшению температуры разрядного канала и прекраш,ению роста суммарной мош,ности излучения. Для увеличения мош,ности излучения при низких давлениях требуется соответствуюш,ее повышение концентрации паров меди. Но повышение концентрации атомов меди в условиях снижения давления неона может происходить лишь до тех пор, пока скорость диффузионного ухода паров меди не превысит скорости их поступления в активный объем из генераторов меди. По-видимому, давлению неона 100 мм рт. ст. соответствует равенство обеих скоростей. [c.103]

Рис. 2.2. Конструкция отпаянного саморазогревного АЭ ТГЛ-5 1 — разрядный канал 2 — генераторы паров меди 3 — конденсоры паров меди 4 — электродные узлы 5 — комбинированный теплоизолятор 6 — вакуумноплотная

АЭ УЛ-101 был разработан в 1977 г. в рамках ОКР Криоген-1 . Это первый отечественный промышленный оптический квантовый усилитель яркости изображения, предназначенный для комплектования лазерных проекционных микроскопов типа ЛПМ-1000 с целью визуального контроля изделий микроэлектроники. Конструкция АЭ УЛ-101 (диаметр и длина разрядного канала 20 и 400 мм соответственно) по существу аналогична конструкции отпаянного саморазогревного АЭ ТЛГ-5 со всеми ее недостатками. К тому же, как выяснилось, была допущена существенная ошибка в конструкции генераторов паров меди. Эти генераторы были установлены на наружной поверхности керамических трубок разрядного канала в танталовых обоймах, и в местах установки в керамических трубках были просверлены отверстия для поступления паров меди в разрядный канал. Но в условиях высоких температур между танталовой обоймой и керамической трубкой из-за различных коэффициентов термического расширения образуется зазор и часть расплавленной меди выливается в теплоизолятор. Часто отверстия в керамике зарастают и в активной среде не достигается оптимальная концентрация паров меди. Такая конструкция снижает как мощность излучения, так и срок службы АЭ. Но следует отметить два положительных момента. Во-первых, вакуумноплотная оболочка АЭ была изготовлена из металлокерамических секций, что придавало ему повышенную механическую прочность во-вторых, выходные окна были установлены под углом 85° к оптической оси с целью устранения обратной паразитной связи. [c.33]

Рис. 2.5. Конструкция первого промышленного отпаянного саморазогревного АЭ серии Кристалл ГЛ-201 1 — разрядный канал 2 — генераторы паров меди 3 — конденсоры паров меди 4 — катод 5 — анод 6 и 7 — теплоизоляторы 8 — вакуумноплотная оболочка 9 — соединительные втулки 10 — концевые секции И — штенгеля 12 — выходные окна

Выбор конструкции генератора. На рис. 2.6 представлены различные конструкции генераторов паров меди. В первых образцах отпаянных саморазогревных АЭ медь в виде спирали из проволоки устанавливалась непосредственно на внутреннюю поверхность соединительных керамических втулок канала (рис. 2.6, а). В рабочем состоянии расплавленная медь 1 собирается в виде капли (из-за плохого смачивания керамики А-995) и частично перекрывает апертуру разрядного канала. Застывшая капля меди в холодном АЭ сцеплена с керамикой непрочно и при трясках и ударах легко отрывается и перемещается в концевые зоны. В первом промышленном АЭ ТЛГ-5 медь 1 располагалась внутри покрытой медью молибденовой втулки 2 (рис. 2.6, б). Шести генераторов, в каждом из которых масса меди составляла 2 г, при давлении неона pNe = 200 мм рт. ст. было достаточно для работы АЭ в течение более чем 2000 ч [122]. К недостаткам данной конструкции следует отнести, во-первых, частичное перекрытие апертуры канала расплавленной медью, но в меньшей степени, чем у первой конструкции (благодаря хорошему смачиванию молибдена медью, однако часто полного смачивания не происходило, вероятно, из-за образования окислов). Во-вторых, как и в первой конструкции, имелась возможность выплескивания расплавленной меди из генератора при отклонении АЭ от горизонтального положения. По этим причинам в последующей разработке, а именно в АЭ УЛ-101, генераторы меди были вынесены на внешнюю поверхность трубок разрядного канала (рис. 2.6, в). Медь 1 устанавливается в виде двух полуколец в проточки [c.41]

Долговечность. Основным фактором, определяющим долговечность АЭ, является количество меди, запасенное в генераторах паров меди. В АЭ ГЛ-201 расход активного вещества происходит практически за счет диффузии паров вдоль разрядного канала в холодные при-электродные части — в конденсоры (см. рис. 2.5), так как места соединений керамических трубок загерметизированы высокотемпературным цементом. В случае непредвиденных обстоятельств, когда возможно появление трещин в трубках канала, расход вещества увеличивается. Причинами же снижения мощности излучения АЭ в процессе его эксплуатации или испытаний на долговечность могут быть следующие факторы осаждение на выходных окнах продуктов распыления электродов и паров активного вещества, запыление окон частицами теплоизолятора из микросфер (в случае проникновения их через щели конденсора или через трещины в трубках канала), перекрытие апертуры разрядного канала теплоизолятором, высыпающимся через трещины в трубках, или каплями меди, сконденсированными на холодных концах канала, ухудшение состава газовой среды АЭ за счет плохой тренировки или появления (микро)течи в вакуумноплотной оболочке. [c.64]

С целью повышения эффективности АЭ ГЛ-201 при низких давлениях буферного газа в соединительных втулках разрядного канала вместо генераторов паров меди в танталовой оболочке с отверстиями были установлены чистые медные кольца. При рабочих температурах расплавленная медь в канале приобретает форму овальных капель, так как керамика из AI2O3 медью не смачивается (см. рис. 2.6, а). [c.84]

Конструкция генератора, влияние водорода на его работу и эффективность АЭ. Конструкция генератора паров меди на молибденовой подложке представлена на рис. 2.6, б. Подложка из молибдена марки МЧВП представляет собой цилиндрическую втулку с внешним диаметром 25,5 мм, высотой 18 мм и толщиной 0,5 мм, внутри которой расположена втулка из меди марки MB или МОб массой примерно 11 г. Четыре генератора установлены в соединительных узлах разрядного канала — между керамическими трубками на соединяющей их керамической втулке (см. рис. 2.4). Так как расплавленная медь хорошо смачивает чистый молибден, то при рабочих температурах канала (1500-1600 °С) она должна хорошо растекаться по его поверхности. Но после окончания многочасовой тренировки АЭ в прокачке буферного газа медь не всегда растекалась по поверхности подложки и часто приобретала рваную , неровную форму, существенно перекрывая апертуру разрядного канала. В процессе тренировки идет сильное газоотделение [c.87]

На рис. 3.18 представлены зависимости средней мощности излучения суммарной (/), на зеленой (2) и желтой (3) линиях, температуры разрядного канала (4) и оболочки (5) АЭ ГЛ-201Д от давления буферного газа неона при мощности, потребляемой от выпрямителя, Рвыпр = 4 кВт И ЧПИ 9 кГц. В этом АЭ генераторы паров меди располагались в танталовой оболочке с 16 отверстиями диаметром 0,6 мм (см. рис. 2.6, е). Поэтому ход кривых зависимости мощности излучения от давления неона на рис. 3.18 аналогичен ходу кривых на рис. 3.3 для АЭ ГЛ-201 с танталовыми генераторами и объяснение хода кривых мощности излучения для АЭ ГЛ-201Д — такое же, как и для АЭ ГЛ-201 (п. 3.2). Как видно из кривой 1 на рис. 3.18, эффективность ГЛ-201 Д при низких давлениях также [c.98]

Рис. 3.20. Конструкция АЭ ГЛ-201Д32 1 — разрядный канал 2 — генератор паров меди 3 — конденсор паров меди 4 — кольцевой W-Ва-катод 5 — кольцевой молибденовый анод 6 — волокнистый теплоизолятор ВКВ-1 7 — теплоизолятор из полых микросфер марки Т 8 — металлокерамическая вакуумноплотная оболочка 9 — экран-ловушка 10 — стеклянные концевые

В процессе тренировки АЭ до Тк 1650°С склеивающий цемент спекается и конструкция канала становится жесткой. Срок службы АЭ при этом определяется только диффузией паров меди вдоль разрядного канала к его относительно холодным концам. В концевых трубках (2) канала (/) имеются восемь продольных щелевидных отверстий размерами 20x3 мм, предназначенные для ухода паров меди в тепло-изоляторы 7, 8), где они и конденсируются. В области щелей температура стенки трубки составляет около 1100°С. В старых конструкциях (АЭ ГЛ-201 и АЭ ГЛ-201Д) функцию одной щелевой керамической трубки выполняли две, соединенные между собой щелевой молибденовой втулкой. Последняя ограничивает долговечность АЭ, так как при длительной наработке в условиях высоких температур она становится хрупкой и в циклическом режиме разрушается. В разрядном канале удлиненного АЭ ГЛ-205Б используется пять центральных керамических трубок (рис. 8.2), каждая из которых имеет длину 165,5 мм. Генераторы паров меди (3) с цилиндрической молибденовой подложкой, которые являются самыми эффективными источниками паров меди, размещены между керамическими трубками на соединяющих их втулках (14) [223]. Молибденовая подложка имеет отверстия для свободного прохода расплавленной меди с поверхности подложки в зазор с керамической втулкой, и наоборот [224]. Введение перфорации позволило снизить вероятность деформации подложек. Расстояние между керамическими трубками составляет 20 и 30 мм соответственно в центральной и концевых зонах разрядного канала. Поэтому высота молибденовой подложки в крайних генераторах равна 28 мм, масса меди (марки MB) [c.208]

Рис. 8.5. Конструкция АЭ Кристалл LT-50 u (ГЛ-205В) 1 — разрядный канал 2 — концевые трубки со щелями 3 — генераторы паров меди 4 — катод и анод 5 — электродные узлы 6, 7, 8 — теплоизоляторы 9 — вакуумноплотная оболочка 10 — выходные окна И — концевые секции 12 — экраны-ловушки

Конструкция и технология изготовления шести генераторов паров меди 3, катода и анода 4, электродных узлов 5, теплоизоляторов 6, 7 и 8, вакуумноплотной оболочки 9, выходных окон 10, концевых секций //и экранов-ловушек 12 АЭ ГЛ-205В аналогичны применяемым в АЭ ГЛ-205А и Б. Масса меди в каждом из четырех центральных генераторов составляет около 21 г, в каждом из двух крайних — 35 г, что соответствует сроку службы АЭ более чем 2000 ч. Вольфрам-бариевый кольцевой катод (40x33,5x3,7 мм) с внутренней проточкой, содержаш,ий около 7% массы активного веш,ества, обеспечивает устойчивое локальное горение импульсного разряда в течение всего срока службы. Вакуумноплотная металлокерамическая оболочка с внутренним диаметром 104 мм (см. рис. 8.4, е) не имеет уширений на концах, поскольку керамические цилиндры с большим диаметром не производятся. Поэтому для повышения температуры на концах разрядного канала плотность набивки теплоизолятора ВКВ-1 по торцам делали больше, чем в центральной части. [c.213]

Если в АЭ Кулон с Т .с — 4,2 см удельный съем мощности составляет 0,36 Вт/см , то в АЭ Кристалл с Т .с = 900 см — 0,083 Вт/см , что примерно в четыре раза меньше. Это свидетельствует о том, что потенциально возможно достичь съема мощности с прибора типа Кристалл LT-SO u до 300 Вт (75 х 4 = 300 Вт). Для подтверждения этой возможности были дополнительно построены кривые зависимости температуры стенки разрядного канала, где располагаются генераторы паров меди (кривая 3 на рис. 8.19), и концентрации атомов меди (кривая 4) от объема активной среды АЭ. С одной стороны, кривая 2 показывает, что в активную среду АЭ с небольшими объемами необходимо вводить удельную мощность порядка 80-100 Вт/см . Но, с другой стороны, столь высокий уровень удельной мощности для АЭ с большими объемами является избыточным, так как уже при удельной мощности выше 3-4 Вт/см происходит снижение мощности излучения из-за перегрева активной среды. В АЭ Кулон с Т .с = = 4,2 см рабочая температура разрядного канала составляет около 1700 °С, что соответствует концентрации атомов меди примерно 11 х X 10 см , в Кристалле с с = 900 см рабочая температура равна 1570 °С, концентрация — 2,5 10 см т. е. почти в четыре раза меньше (кривые 3 и 4). [c.226]

В НПП Исток в период с 1998 по 2002 г. проведена разработка и начат выпуск новых моделей высокоэффективных промышленных отпаянных саморазогревных АЭ на парах металлов серии Кулон с выходной средней мощностью излучения от 1 до 15 Вт (ГЛ-206 (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж)) и серии Кристалл с мощностью от 30 до 55 Вт (ГЛ-205(А, Б, В, Г)) [25, 26, 154-175]. Минимальная наработка для АЭ на парах меди составляет более 1000 ч, на парах золота — 500 ч. Практический КПД для ЛПМ серии Кулон в режиме генератора равен 0,3-0,8%, серии Кристалл — 1-1,2%. В режиме усилителя мощности практический КПД для ЛПМ Кристалл возрастает в 1,3-1,4 раза, а физический КПД (по мощности, вводимой в АЭ) составляет около 3%. В настоящее время продолжается совершен- [c.26]

Основу разрядного канала 1 (см. рис. 2.5) составляют пять керамических трубок с внутренним диаметром 20 мм и толщиной стенки 3 мм, из которых три центральные имеют длину 195 мм, а две концевые — 70 мм. Между собой трубки соединяются 40-мм керамическими втулками. В местах соединений они взаимно перекрываются на 10 мм. В процессе сборки разрядного канала на внешние концевые поверхности трубок, на участки их перекрытия с втулками, а также в местах их перекрытий с конденсорами паров меди 3 наносится герметизирующий состав — высокотемпературный цемент из мелкодисперсного порошка. Состав порошка 98-99% AI2O3 и 2-1% Ti02. При тренировке АЭ, когда температура канала возрастает от 20 до 1600 °С, цемент спекается. Благодаря этому конструкция канала становится цельной и ей придается повышенная механическая жесткость. Возможность попадания теплоизолятора в активный объем и уход паров меди из этого объема через зазоры соединений практически устраняются. И истощение запасов меди из генераторов 2 определяется только скоростью диффузионного ухода паров меди вдоль разрядного канала на относительно холодные его концы, где расположены конденсоры 3. [c.38]

На внутренней поверхности танталовой обоймы генератора, где находятся отверстия для выхода паров меди, обнаружены дендриты размерами до 0,5-1 мм. Методом оже-спектроскопии был установлен химический состав дендритов — ТагС. Острия дендритов направлены в сторону от разрядного канала, т. е. в область более высоких температур, основания (области, из которых начинают расти дендриты) обычно находятся на краю отверстий. Дальнейшая эксплуатация АЭ могла привести к заметному перекрытию апертуры канала дендритами. [c.66]

В 2003-2004 гг. в ЗАО ОЭП ВЭИ (г. Истра Московской области) совместно с НПП Исток (г. Фрязино Московской области) проведена разработка компактного высоконадежного промышленного лазера на парах меди Кулон с высокоскоростной импульсной модуляцией излучения [273]. Лазер работает с одним АЭ, но в источнике питания предусмотрен вспомогательный маломощный генератор наносекундных импульсов для формирования в АЭ дополнительных (управляющих) импульсов тока. Данный промышленный лазер с вспомогательным генератором имеет габаритные размеры 1260x530x195 мм, т. е. шире базового лазера на 15 см [217]. Внешний вид лазера представлен на цветной вклейке VII, б. [c.274]

Лазеры на парах меди - конструкция, характеристики и применения (2005) -- [ c.30 , c.31 , c.38 , c.39 , c.41 , c.42 , c.43 , c.64 , c.65 , c.66 , c.67 , c.68 , c.79 , c.84 , c.87 , c.94 , c.101 , c.206 , c.207 , c.208 , c.212 , c.213 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...