Техника - молодёжи 1987-10, страница 12

О КОСМИЧЕСКОМ «КОРУНДЕ»

И ЗЕМНОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕ

Телеэкран размером с одну из стен в квартире, видеомагнитофон, по качеству намного превосходящий ныне существующие, «интеллектуальные» роботы, современные ЭВМ —в создании этих и многих других изделий уже в недалеком будущем космос станет помогать земной электронике. Сборочные линии, понятно, останутся земными, но самые сложные элементы вышеупомянутых изделий — безупречные по структуре полупроводниковые кристаллы — станут поступать из цехов, действующих на околоземных орбитах.

Многие специалисты, связанные с электронной промышленностью, полагают, что именно эта отрасль народного хозяйства первой в космосе выйдет на производственный уровень.

— Экспериментировать с полупроводниками,— рассказывает кандидат технических наук Евгений Марков,— мы начали с 1975 года. Исследовательские работы шли по нарастающей. Особенно убедительные результаты были получены в последние годы на орбитальных станциях «Салют-6 и-7».

Серии плавок, проведенных в бортовых печах «Кристалл», «Магма»,

«Корунд», показали, что в невесомости, как и предсказывала теория, действительно можно изготавливать весьма совершенные кристаллы. При плавке исходных материалов в земных условиях тепловые потоки в расплаве вызывают завихрения. Компоненты распределяются неравномерно, возникают другие дефекты. В результате из крупной отливки приходится вырезать лишь отдельные части, где материал имеет сравнительно однородную структуру. Эти вырезанные шайбы распиливаются на пластины, а из них уже изготавливаются электронные компоненты. Отходы материалов, весьма дорогостоящих, при такой технологии очень большие, скажем, из полупроводниковой отливки вырезается лишь 10—15% материала в виде шайб, пригодных для дальнейшей обработки. В отливках, получаемых в невесомости, отходов значительно меньше, выход годных кристаллов увеличивается многократно.

Строго говоря, особо высококачественные кристаллы нужны лишь для наиболее ответственных узлов электронной техники. Ежегодная потребность в такого рода полупроводниковых материалах оценивается всего в десятки килограммов. Тем не менее для получения даже этого небольшого количества

материалов перерабатывается много исходного ценного сырья, загружаются большие производственные мощности. Перенос производства кристаллов в космос удешевляет их производство. Обычные методы повышения качества практически исчерпаны, поскольку применяемая сейчас технология уже предельно сложна. По расчетам специалистов, соотношение экономической эффективности земной и космической технологий может составить один к пяти.

На установке «Корунд», как уже отмечалось, в свое время были получены серии полупроводниковых кристаллов. Часть из них использовалась в исследовательских целях, другая пошла на конкретные изделия, в частности, применялась при изготовлении лазерного проекционного телевизора, различных фотоприемников. С того времени печь была доработана. На «Мире» стоит ее модернизированный вариант «Корунд-1М». С этой печью, действующей в автоматическом режиме, работали космонавты Юрий Романенко и Александр Лавейкин, выполнившие большую исследовательскую программу, включающую несколько десятков экспериментов. Печь, потребляющая до киловатта электроэнергии (диапазон рабочих температур от 200 до 1200°), дает

Процесс распыления клея на Земле и на Луне.

Траекторию полета клеевых частиц определяют результирующие силы Ri и R2, зависящие от величины гравитации. Поскольку на Земле гравитация в шесть раз больше, чем на Луне, то и количество частиц, долетевших до поверхности контакта, уменьшается, то есть растут потери клея. Этому способствует также и сопротивление воздуха.

К

t

сомости затруднено смачивание клеем соединяемых поверхностей, так как силы поверхностного натяжения быстро заставят принять шаровую форму практически любую жидкость. Это и уменьшает площадь, на которой происходит склеивание, и, естественно, саму прочность соединения.

Выход, впрочем, есть. Оказывается, в космических условиях можно использовать клеи, характеризуемые низкими значениями поверхностного натяжения. И хотя на Земле технологи ревностно

Схема адгезии для случая, когда частица несет заряд противоположного (по отношению к поверхности) знака.

Поверхность тела-Зиряшениля члстицл-

Сц/14-

ГЖ&ИТАЦ.Ш на зе/иие

1 0

ИНДУ^ИРОБЛНИЫИ 4/CTUUEU ЗЛРЯ4₇ Равный EU ПО ВЕЛИЧИНЕ , НО ПРОТМВОПО -

ложный по ЗН/КУ •

следят, чтобы этот важный параметр, благодаря которому достигается необходимая прочность склеивания, был, что называется, «на уровне», все же в космосе, невесомости, нагрузки на монтажные соединения резко уменьшаются. На Луне, в частности, ускорение своббдного падения примерно в шесть раз меньше, чем на Земле, следовательно, во столько же раз снижается и вес изделий, а значит, и приходящиеся на них нагрузки. Поэтому и адгезионная прочность, даже вшестеро меньшая, обеспечит изделиям необходимую эксплуатационную прочность. Так земной «минус» обратился в космический «плюс»...

Теперь перейдем от общих рассуждений к конкретным рекомендациям. Для ряда монтажных работ внутри космических объектов вполне приемлемы обычные липкие ленты (скотчи), они удобнее, чем жидкие клеи, да и давлений особых для склеивания не требуется: прижал, и все.

Ну а как создать клеевое прочное соединение в открытом космосе? Была высказана парадоксальная на первый взгляд идея: не следует бояться образования капелек клея на соединяемых поверхностях, а напротив, способствовать их появлению? Пусть только размеры капелек будут минимальны, как