128
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
Таблица 2
Темп нагрева образцов в установке АКО ТФСМ
при использовании различных покрытий
Температура,
°
С
Темп нагрева, °С/с
Cr
2
O
3
Si
До 900
39
64
До 1000
28
56
До 1100
23
45
До 1200
20
35
Как в ближнем, так и в среднем ИК-диапазонах спектра оба по-
крытия не имеют явных полос поглощения (рис. 5). Для обоих по-
крытий наблюдается монотонное увеличение пропускания с ростом
длины волны. Видно, что коэффициент пропускания Cr
2
O
3
выше, чем
Si, во всем исследованном спектральном диапазоне. Кремний в ви-
димом и ближнем ИК-диапазонах имеет полосу собственного погло-
щения, что делает его абсолютно непрозрачным в данной области
спектра. В отличие от Si, оксид хрома частично прозрачен в указан-
ных диапазонах, поскольку для Cr
2
O
3
край собственного поглощения
сдвинут в ультрафиолетовый диапазон (0,36 мкм). Поглощательная
способность покрытия на основе Si выше, чем покрытия на основе
Cr
2
O
3
, в спектральном диапазоне 0,4…8,5 мкм. В этот диапазон по-
падают максимумы излучения галогенных ламп накаливания, ис-
пользуемых в установках радиационного нагрева. Например, в уста-
новке АКО ТФСМ применяются лампы с цветовой температурой
3200 K, максимум излучения которых находится вблизи 0,9 мкм, что
попадает в область абсолютной непрозрачности покрытия на основе
Si. Таким образом, полученные результаты позволяют объяснить вы-
сокую эффективность радиационного нагрева при использовании по-
крытия на основе Si.
Термический анализ материалов.
Необходимо отметить, что
верхний температурный предел работы кремниевого покрытия до-
стигает
≈
1400 °С, поскольку при этой температуре начинается плав-
ление материала [3, 7]. К возможным недостаткам покрытия из крем-
ния можно отнести тот факт, что оно окисляется на воздухе при тем-
пературе 700…1300 ºС в течение 6…8 ч. Кремний реагирует с
кислородом с образованием диоксида кремния SiO
2,
который, как из-
вестно, является прозрачным материалом [3].
В результате могут уменьшаться поглощательная способность и
эффективность нагрева. Для оценки влияния реакции окисления
кремния на эффективность использования этого покрытия в установке
1,2,3,4,5,6,7,8 10,11,12