В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Керамики
Керамики - Физические свойства
Вакуумные материалы и уплотнители - Вакуумные материалы
Оглавление
Керамики
Виды керамик, применяемых в вакуумной технике
Физические свойства
Газопроницаемость керамик
Обезгаживание керамики
Все страницы

Как и в случае стекла, важным физическим свойством керамических материалов, используемых в вакуумной технике, является их прочность и ее изменение в зависимости от температуры. Механические свойства керамики особенно важны при получении вакуумно-прочных соединений металла или стекла с керамикой. Подобно стеклу, керамика хрупка, т. е. под действием нагрузки, в отличие от пластичных металлов, у нее практически отсутствуют деформация и текучесть. Прочность керамики при сжатии так же, как и технических стекол, в 10— 20 раз выше, чем при растяжении или изгибе.

Для силикатной керамики прочность при сжатии составляет 4-10 МПа, тогда как для алюмооксидной керамики она может достигать 26 МПа. В табл. 2.6 представлены основные свойства некоторых широко используемых в вакуумной технике керамических материалов. Предел прочности керамики, в отличие от металлов, зависит от диаметра образца и его формы (нити малого диаметра прочнее стержней большого диаметра), а также от пористости керамики.

 

Таблица Физические свойства керамических материалов, используемых в вакуумной технике

 

alt

 

Вследствие неодинаковости коэффициентов термического расширения изменение температуры приводит к возникновению напряжений на границе раздела керамики с металлом или стеклом. Однако благодаря большой прочности керамики, особенно на сжатие, возможно изготовление прочного металлоке-рамического соединения при неодинаковых коэффициентах термического расширения обоих материалов, что невозможно в случае стекла. Если же коэффициенты термического расширения совпадают, то получающееся соединение керамики с металлом обладает большей универсальностью и надежностью по сравнению с лучшими спаями стекла с металлом.

Кривые термического расширения некоторых типичных керамических материалов представлены на рис. 2.10. В отличие от стекла, кривые термического расширения керамики ввиду отсутствия точки структурной трансформации почти линейны вплоть до температуры размягчения. Коэффициенты термического расширения некоторых типичных керамик представлены в табл. Обычно термостойкость керамики тем выше, чем меньше коэффициент ее термического расширения, хотя прочность при растяжении также играет существенную роль. Поэтому керамики более термостойки, чем стекла.

Керамическим материалам, вообще говоря, не свойственно медленное, монотонное изменение вязкости в зависимости от температуры, характерное для стекла. Тем не менее, благодаря присутствию стекловидной фазы керамика не имеет определенной точки плавления. Температуру размягчения обычно измеряют по деформации керамического конуса определенного размера.

alt

Рис. 2.10. Характеристики термического расширения некоторых широко используемых керамик и соединяемых с ними металлов.

1— форстерит; 2 — титан; 3 — стеатит; 4 — алюмооксидная керамика (96%); 5 — молибден; 6 — пирокерам 9606; 7 — оксидоциркониевая керамика.

 В табл.  представлены значения температуры размягчения для рассмотренных керамических материалов. Если оболочка вакуумной камеры или ее часть изготовляются из керамики, то в этом случае установку следует эксплуатировать при температурах ниже температуры размягчения керамики на —400—500 0C Поскольку температура размягчения керамик, обычно используемых в вакуумной технике, превышает 12000C, указанное ограничение не вызывает затруднений.

Газ проникает сквозь керамику по тому же механизму, что и через стекло — по порам, содержащимся в микроструктуре. Таким образом, скорость проникновения газа сквозь керамику определяется плотностью упаковки «кристаллов» керамики (пористостью) и присутствием стекловидной фазы. Скорость проникновения также зависит от размеров молекул проникающего газа, так что и в этом случае гелий будет обладать максимальной скоростью проникновения.

Способ производства керамики, размер частиц шихты и т. д., как и химический состав, влияют на проницаемость керамики; например, в некоторых случаях керамику специально изготовляют пористой и используют в качестве источника натекания газа с заданной скоростью в вакуумную систему.



 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   

 

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 95 гостей на сайте

Нов боков адс адаптивный

=
Рейтинг@Mail.ru