Влияние ионно-плазменной обработки конструкционных материалов на характеристики тепловых источников оптического излучения

• Автор: Кошин, Илья Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 212 с. : ил.

Принятые основные сокращения
1. ВВЕДЕНИЕ
2. АНАЛИЗ ПРИЧИН ВЫХОДА ТЕПЛОВЫХ ИСТОЧНИКОВ
ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ИЗ СТРОЯ
2.1. Влияние различных факторов на разрушение тела накала
2.2. Анализ причин возникновения дугового разряда в лампах накаливания
2.3. Влияние примесных газов на поверхностные свойства мате-иалов для тепловых источников оптического излучения
д ' А ; ',4
2.4. Постановка задачи
3. ВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО ИСПАРЕНИЯ И ПРИМЕСНЫХ КОМПОНЕНТОВ ГАЗОВ НА МАТЕРИАЛ ТЕЛ НАКАЛА ТЕПЛОВЫХ
ИСТОЧНИКОВ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
3.1. Механизмы и модели испарения и распыления твердых тел
3.2. Влияние бомбардирующих частиц на физико-химические свойства материалов
3.3. Оценка возможностей модифицирования поверхности твердых тел
3.4. Физико-химия процессов поглощения газов геттерными материалами
3.5. Расчетная оценка сорбционной емкости пленок титанового геттера
3.6. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ И НАНЕСЕНИЕ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ГЕТТЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ
4.1. Принцип работы и основные характеристики установки для ионно-плазменной обработки материалов
4.2. Особенности работы установки при напылении геттерных покрытий
4.3. Выбор образцов и режимов для модифицирования вольфрамовых тел накала и нанесения геттерных покрытий на то-ковводы
4.4. Выводы
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ВОЛЬФРАМОВЫХ ТЕЛ НАКАЛА И ГЕТТЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОВЫХ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА
5.1. Методика проведения стендовых испытаний ламп накаливания
5.2. Светотехнические и эксплуатационные характеристики ламп накаливания, полученные в ходе стендовых испытаний
5.3. Экспериментальная установка для измерения электрической прочности тепловых источников оптического излучения
5.4. Влияние ионно-плазменной обработки конструкционных материалов на электрическую прочность тепловых источников оптического излучения
5.5. Феноменологическая модель появления дугового разряда в тепловых источниках оптического излучения
5.6. Выводы
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
7.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
8. ПРИЛОЖЕНИЯ
Акты об использовании результатов работы

Принятые основные сокращения
ИОИ - источники оптического излучения ТИОИ - тепловые источники оптического излучения
тис - тепловые источники света
лн - лампы накаливания
лон - лампы накаливания общего назначения
глн - галогенные лампы накаливания
ТКЛР - температурный коэффициент линейного расширения материала
тн - тело накала
г - время
р, - парциальное давление газа
м - молекулярный вес (масса)
А. - средняя длина свободного пробега частицы
Я - универсальная газовая постоянная
т - абсолютная температура
Мех - энергетическая светимость
К-ш - коэффициент шага
кс - коэффициент сердечника
Р - плотность вещества
Тн - температура нити
Тт„ - температура тела накала
т 1 к - температура колбы
Сн - радиус тела накала
Гк - радиус колбы
Рл - мощность лампы
к - постоянная Больцмана
тт - скорость испарения атомов
N0 - поверхностная концентрация атомов вещества
а - параметр элементарной ячейки кристаллической решетки
и - энергия активации испарения
цт - частота колебаний атомов решетки
Ф - энергия перехода атомов из положения на изломе в положение адсорбции на поверхности
фдес - энергия перехода адатома в пар
Т - среднее время жизни адатома на поверхности, срок службы
- масса атомов вольфрама
Рг - масса атомов наполняющего газа
ипр - напряжение пробоя ламп накаливания

б) основное количество газа выделяется из стекла при температуре 573 -623 К приблизительно в течение 3 мин.;
в) хранение колб на воздухе в течение 1 года или в эксикаторах в течение 1 месяца увеличивает общее количество выделяющихся газов в 2-2,5 раза;
г) промывка свежих колб в дистиллированной или подкисленной воде существенно не изменяет общего количества выделяющихся газов по сравнению с газовыделением из таких же, но не промытых колб;
д) после соединения колбы с ножкой (после заварки) и последующего хранения в эксикаторах в течение 2 месяцев количество выделенного газа возрастает в 7 раз.
Все приведенные данные о количестве и составе газов, выделяющихся из стекол, необходимо рассматривать лишь как наиболее типичные, поскольку и количество, и состав этих газов могут изменяться в зависимости от чистоты исходных материалов для шихты, режима варки топливного газа, применяемого в стекловарении, условий выработки и хранения стеклоизделий.
2.4. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.
Проведенный нами ранее анализ научно-технической и патентной литературы по вопросам преждевременного выхода ЛН из строя позволил сделать заключение о сложности данной проблемы. Поэтому, на наш взгляд, подходы к решению данной проблемы должны быть также комплексными.
ТН, являясь основной деталью ЛН, в рабочем режиме подвергается не только термическому испарению, но и воздействию химического распыления в связи с наличием "вредных" газов в колбе. Такого рода факторы отрицательно влияют на работу ТН, ускоряя выход ламп из строя.
По мнению авторов ряда работ [2-5,9-11,41,42,45-48] процессы термического испарения и химического распыления могут играть превалирующую роль в возникновении и развитии дугового разряда в ТИОИ, который является основным фактором преждевременного выхода ламп из строя. Учитывая огромные масштабы выпуска ЛН, проблема увеличения световой отдачи и их срока службы за счет снижения скорости термического испарения и химиче-