CC BY
36
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
УДК 621.791.4
Д. В. Смирнова, И. С. Поляков Научный руководитель - Л. Г. Семичева Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ПОВЫШЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА
В ПРОЦЕССЕ ДСВ
Повышение коэффициента передачи пьезоэлектрического датчика при использовании согласующего акустического слоя из фторопласта-4, который крепится к корпусу датчика диффузионной сваркой.
Пьезоэлектрические датчики уровня работают в условиях циклического изменения температур в диапазоне 93К...333К...93К, воздействия динамических нагрузок и агрессивной среды. Точность измерения уровня жидкости определяется коэффициентом передачи Кп, который определяется по формуле:
Кп, ^отр / UBоз,
где иотр - амплитуда отраженного сигнала, В; ивоз -амплитуда возбужденного сигнала, В.
Увеличение амплитуды отраженного сигнала можно обеспечить применением в конструкциях пьезодатчиков полуволнового или четвертьволнового акустического согласующего слоя из фторопла-ста-4, который крепится к металлическому корпусу из алюминиевого сплава АМг6. Фторопласт-4 хорошо акустически согласуется с пьезокерамикой и алюминиевым сплавом АМг6, имеет широкий диапазон рабочих температур и обладает высокой химической стойкостью ко всем растворителям. Однако в промышленности существует проблема получения качественных неразъемных соединений фто-ропласта-4 с металлами, способных сохранять работоспособность в экстремальных условиях.
Эта задача была решена применением диффузионной сварки в вакууме, которая широко применяется для соединения разнородных материалов. Учитывая низкую химическую активность фторопласта-4, для интенсификации процесса сварки использовали ультразвуковые колебания частотой 2 МГц. Сварку
производили на установке для диффузионной сварки СДВУ-50 М, оснащенной ультразвуковой системой. Перед сваркой поверхность корпуса из сплава алюминия АМг6 подвергали твердому анодированию в 18 % растворе И2804 для получения окисной пленки толщиной 40.60 мкм, затем свариваемые поверхности обезжиривали бензином Б-70 и обезвоживали спиртом-ректификатом. Сборку в приспособлении помещали в вакуумную камеру, создавали разрежение 0,1.0,5 Па, прикладывали сварочное давление 1,5 МПа, нагревали до температуры 658 К.673 К, озвучивали ультразвуковыми колебаниями частотой 2 МГц в течение 600 с, охлаждали со скоростью 0,15 К до температуры 573 К, снимали давление, камеру разгерметизировали и охлаждали сборку до нормальной температуры. В процессе сварки под влиянием температуры и ультразвука снижается вязкость фторопласта-4, который под действием ультразвукового капиллярного эффекта заполняет поры анодной пленки на сплаве АМг6. Это способствует прохождению сигнала в продольном направлении и соответственно увеличению амплитуды отраженного сигнала. Испытания пьезоэлектрических датчиков с согласующим слоем из фторопласта-4 показали, что коэффициент передачи датчиков Кп повышается на 20.25 %
© Смирнова Д. В., Поляков И. С., Семичева Л. Г., 2010
УДК 621.791.4
И. С. Фролченков, Г. Ю. Юрьева Научный руководитель - Л. Г. Семичева Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
МИКРОРЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНОЙ ЗОНЫ ДИФФУЗИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ФТОРОПЛАСТА-4 С АЛЮМИНИЕВЫМ СПЛАВОМ АМг6
Методика проведения микрорентгеноспектрального анализа переходной зоны металлополимерных соединений с применением травления микрошлифов в плазме безэлектродного высокочастотного разряда.
Одним из основных процессов при диффузионной сварке разнородных материалов является процесс диффузии элементов контактируемых материалов, протекающий под воздействием сварочного давления, ультразвуковых колебаний и повышен-
ной температуры, сопровождающийся образованием переходной зоны. Для определения величины и химического состава переходной зоны соединения АМг6 + фторопласт-4 применяли микрорентгенос-пектральный анализ. Важным условием для получе-
