logo
Влияние испарения оксидной пленки и теплообмена излучением на высокотемпературный тепломассообмен и кинетику окисления вольфрамового проводника

ВВЕДЕНИЕ

Развитие новых отраслей современной техники вызывает необходимость исследовать материалы, способные работать при высоких температурах и больших механических нагрузках.. К таким конструкционным материалам относится вольфрам. При температурах выше 2000°С вольфрам является практически единственным металлом, сохраняющим достаточно высокую механическую прочность, 80-90% этого металла расходуется на легирование стали, никелевых медных сплавов.

Главное преимущество вольфрама перед другими легирующими
металлами заключается в том, что он значительно повышает температуру
закалки, что в свою очередь приводит к сохранению твердости при более
высоких температурах - вплоть до 700 - 800°С (вместо 200 - 250°С). Еще
большей твердостью при повышенных температурах обладают стеллиты
(сплав вольфрама с кобальтом и хромом без железа). Из сплавов с
вольфрамом, кобальтом и хромом изготовляются хирургические
инструменты. Небольшая добавка вольфрама (1 - 3 %) в нихромовые и
хромалюминивые сплавы придает им жаропрочность. Из подобных сплавов
изготавливают турбины для авиационных двигателей. Сплавы вольфрама
применяются в реактивной и ядерной технике. В радиотерапии очень ценен сплав вольфрама с медью и никелем (85% W+10% Ni +5%Си), который хорошо защищает от радиоактивных излучений. Из этого сплава изготавливают контейнеры для хранения радия и других радиоактивных препаратов. В электрических лампах вольфрамовая нить накаливания позволяет довести накал до 2200°С.

Однако, не смотря на высокую температуру плавления и уникальную жаропрочность, вольфрам все еще имеет ограничение в качестве жаропрочного металла.Одной из причин является его низкая стойкость против окисления .Исследованию окисления вольфрама посвящено большое количество робот [1-4,15]. Тем не менее,единого мнения о кинетике и механизме высокотемпературного окисления вольфрама нет.

В специальной литературе мало изучен вопрос о влиянии фазовых переходов (сублимации, испарения окислов) на характеристики высокотемпературных состояний и критические режимы зажигания и потухания вольфрама.Практически отсутствует информация о роли теплообмена излучением при осуществлении высокотемпературных состояний металлических проводников.

В связи с выше сказанным определена актуальность и цель данной работы.

Целью настоящей работы является изучение влияния фазовых переходов (испарения оксидной пленки) и теплообмена излучением на устойчивые и критические режимы окисления вольфрамовых проводников при различных мощностях нагрева электрическим током.

1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОКИСЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ.