Кафедра
Инженерных дисциплин
 
Краснодонский факультет инженерии и менеджмента
Восточноукраинского национального университета
имени Владимира Даля
Пн, 27.09.2021, 19:18
Приветствую Вас Гость | RSS
Меню сайта

Форма входа

Категории раздела
Новости Факультета!!! [141]
Новости нашего региона [484]
Новости науки и техники [1133]
IT- новости [889]
Авто-новости [98]
Сообщения об интересных событиях [414]
Зарубежные новости [203]
Новости материаловедения [74]
Водород [28]
Сведения о влиянии водорода. Водородная энергетика.
Здоровье [126]
Новости образования [48]
Новости университета [43]
Новости Украины [70]
Разное [319]
Триботехника [1]
Компьютерные игры [43]
Программирование [9]
Подготовка к поступлению [162]

Поиск

Главная » 2010 » Март » 19 » Революция в металлургии
19:55
Революция в металлургии

Революция в металлургии

Изготовление резонаторов, при помощи которых будут разгоняться частицы в Большом адронном коллайдере, потребовало разработать технологию получения сверхчистых металлов, в частности ниобия. Ученые полагают, что это поспособствует новому витку научно-технического прогресса в металлургии.

Статья, посвященная неожиданной связи физики высоких энергий с металлургией, вышла в журнале Physical Review Special Topics - Accelerators and Beams. На первый взгляд она посвящена узкоспециальному вопросу - изготовлению ниобиевых резонаторов для разгона заряженных частиц. Но на самом деле созданные специально для уникальных установок технологии могут существенно повлиять на металлургическую промышленность.

От физики высоких энергий к металлу

Сверхпроводящие свойства металла ниобия нужны физикам, работающим над созданием ускорителей заряженных частиц, неспроста. Ведь чем быстрее движется частица и чем большую она имеет энергию, тем более мощное магнитное поле необходимо для ее отклонения. А чем больше магнитное поле, тем больше ток через обмотки электромагнитов.

В Большом адронном коллайдере (LHC) эти обмотки изготовлены из сверхпроводящего кабеля как раз на основе ниобия. В будущем суперускорителе, Международном линейном коллайдере, тоже будут именно ниобиевые резонаторы, специальные полости для ускорения заряженных частиц. Однако требования к качеству их изготовления вырастут из-за увеличения плотности тока, да и в отличие от кабеля для них потребуются уже цельные металлические детали вместо проволоки из ниобий-титанового сплава.

Изготовление ниобиевых деталей с высокой степенью чистоты и безупречным качеством сварных швов - задача, лежащая уже далеко не в области сложных моделей квантовой хромодинамики или единой теории поля. Но в работе исследователей из нескольких научных центров США, от Мичиганского университета до Аргоннских национальных лабораторий, металлургические и производственные процессы рассматриваются именно с точки зрения физиков, которых волнует один вопрос: как именно следует обрабатывать металл, чтобы получить наиболее качественные резонаторы для коллайдера? Да еще и по цене, которая позволит уложиться в бюджет.
Анализ поведения металлических листов при остывании после отливки и прокатки показал, что свойства ниобия (механические и электрические) очень сильно меняются с глубиной. Расчеты показали, что эффективность разгоняющих частицы резонаторов (то есть способность переводить подводимую к резонатору электроэнергию в кинетическую энергию пучка частиц) из-за неоднородности падает, и лучше бы найти какой-то иной способ получения необходимых заготовок.

Например, штамповка, по оценкам авторов, даст гораздо лучшие результаты.

Физики-теоретики вторгаются, казалось бы, в далекую от них область металлургической промышленности. В статье вслед за отливкой и штамповкой рассматриваются операции термообработки деталей и их сварки, и к качеству сварных швов требования у ученых ничуть не меньше, чем к материалу самой детали. Чтобы изучить влияние нагрева при сварке на микроструктуру соседних участков, был проведен отдельный ряд исследований и их результаты показали, что число нарушающих структуру металла неоднородностей возрастает, поэтому от сварки ...лучше бы избавиться вовсе. Сложной формы поверхности резонаторов надо не сваривать, а штамповать жидкостью под давлением, такой вывод содержится в работе ученых.

И все-таки зачем?

Серебристо-серого цвета в чистом виде и с желтоватой пленкой окисла, достаточно тяжелый (8,57 г на кубический см),ниобий не поражает своим внешним видом. Цену в полторы сотни долларов США (на конец 2009 года) инженеры, которым, может быть, и не нужна такая сверхпроводимость, готовы заплатить за сочетание других качеств - тугоплавкости, химической стойкости и гипоаллергенности.

Что же касается получения однородных деталей, то это тоже может пригодиться не только специалистам по проектированию ускорителей. Понимание физических процессов, лежащих в основе таких технологических операций, как сварка, прокат, штамповка и закалка металла, способно повысить надежность и вполне обыденных изделий, снизить риск поломки важных деталей машин и конструкций.

newsland.ru

http://internetua.com/kollaider-vizovet-revoluaciua-v-metallurgii
Категория: Новости материаловедения | Просмотров: 377 | Добавил: Professor | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Мы - Далевцы!

Календарь
«  Март 2010  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031

Архив записей

Наши партнёры
  • Кафедра гуманитарных и социально-экономических дисциплин
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz

  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0

    Copyright MyCorp © 2021     Created by Alex Kalinin