Le procedure chiave per ottimizzare il processo di sigillamento e ottenere il monitoraggio in tempo reale della struttura di guarnizione metallo-vetro (MTGS) sono descritte in dettaglio. Il sensore integrato di griglia in fibra Bragg (FBG) è progettato per ottenere il monitoraggio online della temperatura e lo stress residuo di alto livello nel MTGS con monitoraggio simultaneo della pressione ambientale.
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Articolo metodologico
Processo di sigillamento ottimizzato e monitoraggio in tempo reale delle strutture sigillanti vetro-metallo
In questo articolo
Sommario
Abstract
Lo stress residuo è un fattore essenziale per mantenere l'ermetità e la robustezza di una struttura di tenuta vetro-metallo. Lo scopo della presente relazione è dimostrare un nuovo protocollo per caratterizzare e misurare lo stress residuo in una struttura di guarnizione da vetro a metallo senza distruggere l'isolamento e l'ermeticia dei materiali di sigillamento. In questa ricerca, viene utilizzato un sensore di grating in fibra incisa femto-laser Bragg. La struttura di guarnizione vetro-metallo misurata è costituita da un guscio metallico, vetro di sigillazione e conduttore Kovar. Per rendere le misurazioni utili, viene esplorato il trattamento termico specifico della struttura di guarnizione metallo-vetro (MTGS) per ottenere il modello con la migliore ermeticità. Quindi, il sensore FBG è incorporato nel percorso del vetro di sigillazione e diventa ben fuso con il vetro come la temperatura si raffredda a RT. La lunghezza d'onda Bragg di FBG si sposta con lo stress residuo generato nel sigillare il vetro. Per calcolare la sollecitazione residua, viene applicata la relazione tra spostamento e deformazione della lunghezza d'onda di Bragg e viene utilizzato anche il metodo dell'elemento finito per rendere affidabili i risultati. Gli esperimenti di monitoraggio online dello stress residuo nel vetro di sigillamento vengono effettuati con carichi diversi, come l'alta temperatura e l'alta pressione, per ampliare le funzioni di questo protocollo in ambienti difficili.
Introduzione
La sigillazione metallo-vetro è una tecnologia sofisticata che combina conoscenze interdisciplinari (meccanica, materiali e ingegneria elettrica) ed è ampiamente applicata nell'aerospazio1, energia nucleare2e applicazioni biomediche 3.Ha vantaggi unici come la temperatura più elevata e la resistenza a pressione rispetto alle strutture di sigillazione dei materiali organici. In base alla differenza di coefficiente di espansione termica (CTE), MTGS può essere diviso in due tipi: sigillo abbinato e sigillo non corrispondente4. Per quanto riguarda la guarnizione abbinata, la CT....
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Protocollo
1. Produzione della struttura MTGS con buona ermetiera
NOTA: le procedure per la struttura MTGS includono i preparati per i componenti della struttura combinata, il processo di trattamento termico e gli esami per le prestazioni dei campioni MTGS. La struttura completa MTGS è costituita da un guscio d'acciaio, conduttore Kovar e vetro di sigillazione. Vedere il diagramma e le dimensioni illustrati rispettivamente nella Figura 1 e nella Tabella 1.
- Versare la polvere di vetro granulato (1,1 g) nello stampo, quindi posizionare lo stampo sulla pressa per elaborare il vetro granulato come m....
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Risultati
Dai risultati della Figura 5, viene esplorato il trattamento termico standard per produrre i modelli MTGS con resistenza ad alta pressione e i modelli possono soddisfare gli esami (ad esempio, trasmissioni di luce, resistenza alla pressione, SEM, ecc.). Così, la struttura MTGS prodotta può essere applicata per mantenere l'ermetità in ambienti difficili.
L'FBG può essere ben fuso con la struttura MTGS, e la deformazione residua nel vetro di sigillazione sarà rifles.......
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Discussione
Le fasi critiche per la misurazione della sollecitazione del materiale di suggelazione della struttura MTGS ad alta temperatura e ad alta pressione comprendono 1) la produzione dei modelli MTGS con il sensore FBG, di cui si trova la regione di grattugia al centro del vetro di suggsimento; 2) riscaldamento dell'intero modello utilizzando un processo di trattamento termico standard, e dopo che il modello si raffredda a RT, il sensore FBG diventerà ben fuso con il modello MTGS, e la sollecitazione residua può essere misurat.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato sostenuto dal National S&T Major Project of China (X069).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| ABAQUS | Dassault SIMULA | ABAQUS6.14-5 | Il software per effettuare la simulazione numerica. |
| Sensori a reticolo in fibra di Bragg | Femto Fiber Tec | FFT. FBG. S.00.02 Giuntatrice | a fusione FBG a singolo apodizzato |
| Furukawa Tecnologie dell'informazione e telecomunicazioni | S123M12 | La linea di giuntatrici a fusione di FITEL offre un'eccellente soluzione sia per applicazioni di giunzione sul campo che in fabbrica? | |
| Polvere di vetro | Shenzhen Sialom Advanced Materials Co., Ltd | LC-1 | Una sorta di polvere di vetro a basso punto di fusione (380?). |
| Stampo in grafite | Officina di lavorazione dell'Università di Tsinghua | Grafite | Lo stampo per individuare ogni parte della struttura metallo-vetro. |
| Forno di riscaldamento | Tianjin Zhonghuan Electric Furnace Technology Co., Ltd | SK-G08123-L | forno tubolare verticale |
| Conduttore Kovar | Shenzhen Thaistone Technology Co., Ltd | 4J29 | Un materiale comune utilizzato per la penetrazione elettrica nella struttura di tenuta metallo-vetro |
| Interrogatore ottico | Wuhan Gaussian Optics CO., LTD | OPM-T400 | FBG moduli di analisi dello spettro |
| Pro/ Ingegnere | Parametric Technology Corporation | PROE5.0 | Il software per stabilire la geometria 3D. |
| Guscio d'acciaio | Beijing Xiongchuan Technology Co., Ltd | Acciaio inossidabile 316 | Un tipo di acciaio inossidabile austenitico |
Riferimenti
- Alves, F. J., Baptista, A. M., Marques, A. T. Metal and ceramic matrix composites in aerospace engineering. Advanced Composite Materials for Aerospace Engineering. , 59-99 (2016).
- Dai, S., et al.
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Ristampe e permessi
