Підвищення фізико-механічних параметрів елементів з оптичних керамік фінішною електронно-променевою обробкою

Abstract

Представлено результати експериментальних досліджень з покращення властивостей поверхневих шарів елементів з оптичних керамік (КО1, КО2, КО3, КО5, КО12) після їх обробки рухомим електронним променем з густиною теплової дії Fn = 10⁶…1,6∙10⁷ Вт/м² та швидкістю переміщення V = 10⁻³…10⁻¹ м/с (збільшення мікротвердості поверхні з 1,2…2,9 ГПа (необроблені елементи) до 5,7…6,4 ГПа (оброблені елементи), виникнення зміцнених шарів товщиною 210…230 мкм). Встановлено, що покращення вказаних властивостей призводить до підвищення стійкості елементів до зовнішніх термовпливів: збільшенню у 1,3…1,7 разу критичних значень зовнішніх теплових потоків та часів їх дії, перевищення яких призводить до руйнування елементів та виходу з ладу приладів для досліджуваного діапазону зміни зовнішнього тиску 10⁵…10⁷ Па; підвищенню гранично допустимих значень термопружних напружень в елементах з 50…140 МПа до 160…370 МПа при температурах нагріву 300…1200 К.

Presents the results of experimental studies on improvement of surface layers properties of the elements of optical ceramics (КО1, КО2, КО3, КО5, КО12) after processing a moving electron beam with the density of the thermal effects Fn = Fn = 10⁶…1,6∙10⁷ W/m² and a speed of displacement V = 10⁻³…10⁻¹ m/s (increase of micro-hardness of surface from 1,2…2,9 GPa (raw elements) to 5,7... 6,4 GPa (processed elements), the occurrence of a hardened layer with a thickness of 210...230 μm). The improvement of these properties leads to high resistance elements to the external thermo-influences: increase in 1,3...1,7 times the critical values of external heat flux and the times of their operation, the exceeding of which leads to the destruction of elements and malfunction of the instrument for the studied range of variation of the external pressure of 10⁵…10⁷ Pa; to increase the maximum permissible values of thermo-elastic stresses in the elements with 50...140 MPa to 160...370 MPa at the temperature of heating 300...1200 K.