Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В настоящее время стало ясно, что запасы органического топлива на планете ограничены, а темпы их расходования столь велики, что необходимо разрабатывать альтернативные системы энергосбережения. При этом новые энергоносители не должны оказывать вредного влияния на биосферу, т.е. быть экологически чистыми.
С этих позиций представляется перспективным прямое преобразование тепловой энергии различного происхождения в электрическую.
К одним из важнейших вопросов создания эффективных и надежных
термоэмиссионных преобразователей энергии ( ТЭП ) относятся проблемы
катодных материалов, которые должны удовлетворять условиям их
эксплуатации: высокими и стабильными значениями термоэмиссии и
жаропрочности, стойкостью против тепловых ударов и эрозии,
совместимостью с парами или расплавами щелочных и щелочноземельных металлов, с ядерным горючим и другими компонентами установки.
В настоящее время в различных конструкциях ТЭП используются катоды из чистого вольфрама или его малолегированных сплавов, которые на современном уровне техники не всегда могут обеспечить высокие и стабильные значения физико-механических характеристик.
Надо отметить, что если успехи в решении вопросов повышения жаропрочности вольфрама значительны, то эмиссионные характеристики с поли- и монокристаллическими структурами приводятся лишь для чистых металлов и их малолегированных сплавов, которые не обеспечивают необходимые рабочие свойства катодов ТЭП.
В соответствии с этим представляя интерес исследовать влияние легирования на комплекс физико-механических свойств вольфрама с целью разработки составов катодных материалов ТЗП, обеспечивающих высокие эксплуатационные свойства.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ.Исследование взаимодействия вольфрама с легирующими элементами 4А-6А групп, и углеродом, их влияние на основные свойства, отвечающие требованиям, предъявляемым к катодам ТЭП.
1 .Впервые разработаны и исследованы кинетика и механизм образования вторых фаз в многокомпонентных системах, влияние легирования и термической обработки на процессы распада пересыщенных твердых растворов легирующих элементов в вольфраме, а также процессы диффузии, адсорбции и десорбции на поверхности катодов.
2.Дано научное обоснование значения работы выхода электрона и ползучести для многокомпонентных сплавов вольфрама, разработаны технологические положения об управлении параметрами термоэмиссии и жаропрочности путем создания соответствующего структурного состояния.
3.Экспериментально установлены данные влияние состава, температуры и структурного состояния на характеристики термоэмиссии и жаропрочности, которые совпадают с расчетными значениями термодинамического анализа прогнозирования комплекса физико-механических свойств перспективных композиций.
4. Сформулированы научные представления о ряде общих закономерностей процессов твердофазного взаимодействия в сплавах вольфрама, что дает возможность теоретически обосновывать перспективные составы материалов для катодов ТЭП.
ФАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Установленные закономерности влияния легирования на термоэмиссию и жаропрочность вольфрама позволили разрабатывать составы для катодов ТЭП с высоким ресурсом работы при температурах 1700-1800С.
АПРОБАЦИЯ РАБОТы. Материалы диссертационной работы
докладывались на международном симпозиуме "Автоэлектроника" ( Москва
-2001г.), международной научно-технической конференции
"Электротехнические системы транспортных средств" ( Москва — 2001г. ),
Всероссийской научно-технической конференции. "Новые материалы и технологии; " (Рубцовск - 2002г.), международной научно-технической конференции t ААИ "Приоритеты развития; отечественного автостроения" ( Москва - 2002г.), 28-м международном научно-техническом совещании по проблемам прочности двигателей (Москва - 2002г.), юбилейной конференции "Металловедение", посвященной 100-летию со дня рождения ДАПрокошкина ( Москва - 2003 г.).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 4 печатных работы.
ОБЩИЙ ОБЪЕМ И СТРУКТУРАДиссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы из 117 наименований. Содержит 140 листов машинописного текста, 60 рисунков и 7 таблиц.
