Техника - молодёжи 1999-10, страница 4

Тс in mho

гКлодши

ТЕХНОПАРК «ВОСТОК»

И

н

ПРОРЫВ, НЕ ЗАМЕЧЕННЫЙ В ОТЕЧЕСТВЕ

Запросы и потребности современной техники становятся все прихотливее. Для изготовления ряда деталей, конструкций, инструментов обеспечения важных технологических процессов ныне не обойтись без таких экзотических материалов, как тончайшие металлические волокна разного типа — мононить, штапель («рваные», короткие отрезки) или своего рода вата

Вообще-то подобный продукт делать давно научились: сначала освоили получение тончайшей стружки резанием на токарных

из керамики или безкислородных композиций включающих, скажем, карбиды и бориды титана, кремния и т.п. никто даже и не мечтал...

...пока в Российском государственном технологическом университете им. К.Э.Циолковского (он же Московский авиационно-технологический институт) под руководством академика Б.С.Митина не разработали «бесфильерный способ экстракции микрокристаллических и аморфных волокон из расплава вращаю-

щается в вертикальной плоскости довольно толстый диск. Через смотровое окно установки (ил. 1) можно видеть раскаленный нижний торец стержня, каплю расплава на нем и еще ниже — верхнюю часть цилиндрической поверхности диска. Касаясь этой поверхности — сравнительно холодной, — расплав

ш

станках, затем разработали метод холодной вытяжки под давлением, наконец — изобрели способ продавливания расплава через фильеры. Но ничто до конца не устраивало: стружка нарабатывалась медленно, выходила грубой, да и не всякий металл поддавался резанию; вытяжка была производительнее, но тоже не обеспечивала нужного качества; филь-ерный метод оказался предельно сложным и опять-таки не универсальным А уж о волокнах

щимся диском», или, более кратко, — метод ЭВКР (экстракции висящей капли расплава).

Стержень из исходного материала (практически любого металла, сплава, оксидной керамики и т.д.) вертикально установлен в вакуумной камере. На его нижнем конце сфокусирован мощный (до 8 кВт) электронный пучок, способный расплавить все что угодно Там, в считанные секунды, начинает расти капля. А под ней с огромной скоростью вра

непрерывно увлекается ею и тончайшей струей летит по касательной, мгновенно остывая. Образующееся волокно, продолжая полет по инерции попадает в накопитель.

У нового способа масса преимуществ; прежде всего — универсальность. Регулируя параметры процесса, можно получать непрерывные и штапельные нити, ленту, частицы исходного материала игольчатой, пластинчатой, чешуйчатой формы, порошки в широчайшем диапазоне толщин (диаметров) — от 20 мкм до 2 мм При сверхвысоких скоростях охлаждения возможно получение волокна и из самых тугоплавких металлов, и из химически активных соединений. По производительности ЭВКР тоже вне конкуренции: средняя скорость нитеобразо-вания — 60 м/с, что как минимум на порядок быстрее прочих методов.

В промышленную установку (с резистор-ными нагревателями вместо электроннолучевых) ставят сразу 10 стержней, «капающих» соответственно на 10 дисков (ил.2), так что за смену она выдает 20 полуметровых бухт волокна из любого материала — вот таких, как эти мотки 30-микронной титановой мононити (ил.З).

Где только не требуется подобное волокно! Из него делают всевозможные дымоулови-тели и фильтры — для ГРЭС и ТЭЦ, для металлургии, химической и пищевой промышленности, фармацевтики. Оно — самый эффективный носитель катализатора для автономных источников тепла, позволяющий вести окисление топлива при низких температурах 400 — 600° С, то есть в максимально экономичном режиме — с КПД 99,98%. Штапельные нити отлично прессуются, причем из них получаются детали с заранее заданными прочностными и другими свойствами, о чем технологи могли только мечтать (ил.4). В частности, из корундовых нитей можно делать инструмент, по всем показателям превосходящий дорогой твердосплавный (ил.5). Металлические волокна — прекрасные армирующие добавки. А канадская фирма Clark & Clark Consulting уже использует короткие нити из сплава ВТ-1-0 в качестве наполнителя в тормозных колодках колес тяжелых самолетов, купив у наших изобретателей соответствующую лицензию.

ТЕХНИКА — МОЛОДЕЖИ 10 99