Mae aloion titaniwm yn dod yn gynyddol yn ddeunydd dewis ar gyfer strwythurau cymorth craidd telesgopau seryddol . - Newyddion

Mae'r dewis o ddeunyddiau ar gyfer strwythurau cynnal drychau agorfa fawr yn symud o Invar a C-SiC tuag ataloion titaniwm. Diolch i'w nodweddion dadffurfiad hynod o isel, mae aloion titaniwm yn dod yn ddeunydd o ddewis ar gyfer y strwythurau hyn.

Pam aloi titaniwm? Metrig Allwedd a Ddiystyrir
Wrth i agorfeydd telesgopau seryddol dyfu'n fwyfwy, mae'r gofynion ar gyfer cywirdeb ffigurau arwyneb yn gwthio yn erbyn terfynau ffisegol. Ar gyfer prif ddrych telesgop tonnau disgyrchiant sy'n seiliedig ar ofod, mae'r cywirdeb arwyneb gofynnol yn RMS Llai na neu'n hafal i λ/50-sy'n golygu bod yn rhaid rheoli gwyriadau arwyneb o fewn yr ystod o ychydig dros ddeg nanometr. Ar y raddfa hon, mae hyd yn oed y drifft dimensiwn lleiaf yn y strwythur cynnal yn cael ei chwyddo i ystumio delwedd. Wrth ddewis deunyddiau ar gyfer strwythurau o'r fath, mae arfer confensiynol yn canolbwyntio ar ddwysedd, modwlws Young, a chyfernod ehangu thermol. Fodd bynnag, yn y cyd-destun penodol hwn, mae metrig mwy sylfaenol yn dod i rym: micro-nerth cynnyrch. Er bod cryfder cynnyrch safonol yn disgrifio'r straen y mae deunydd yn mynd trwy anffurfiad plastig sylweddol, mae cryfder cynnyrch micro yn mesur y straen y gall deunydd ei wrthsefyll tra'n profi dim ond straen gweddilliol ar orchymyn o un rhan y filiwn. Datgelodd sgrinio deunydd a gynhaliwyd gan Sefydliad Coffa Battelle ar gyfer Canolfan Hedfan Ofod Goddard NASA, ymhlith nifer o ymgeiswyr, mai aloi titaniwm Gradd 5 (GR5) sy'n cynnig y gymhareb uchaf o gryfder cnwd micro i ddwysedd, gyda chryfder micro-cynnyrch o tua 480 × 10⁶ N/m². Rhaid i strwythurau cynnal ddwyn pwysau'r cynulliad drych dros gyfnodau hir; os yw'r deunydd yn mynd trwy ymgripiad plastig di-droi'n-ôl ar y lefel ficrosgopig, bydd ffigwr wyneb y drych yn "drifft" yn araf. Ar gyfer telesgop sydd wedi'i gynllunio i weithredu'n sefydlog dros nifer o flynyddoedd, mae drifft o'r fath yn llawer mwy niweidiol nag anffurfiad sydyn. Yn y pen draw, mae gwerth aloi titaniwm yn gorwedd yn ei allu i gynnal sefydlogrwydd dimensiwn trwy gydol ei oes gwasanaeth.

Amodau Gweithredu Thermol: Dim ond y Man Cychwyn yw Paru CTE
Cynnal ffigwr arwyneb manwl gywir ar draws amodau thermol amrywiol yw'r her graidd mewn dylunio cymorth drych. Mae gan aloi titaniwm Gradd 5 (GR5) gyfernod ehangu thermol (CTE) o tua 9.1 × 10⁻⁶ K⁻¹, dwysedd o 4.4 g/cm³, a modwlws elastig o tua 109 GPa. O'i gymharu ag Invar neu gyfansoddion carbid carbon/silicon, nid yw'r CTE o GR5 yn arbennig o isel. Fodd bynnag, nid yw dewis deunydd peirianneg byth yn gystadleuaeth sy'n seiliedig ar un metrig. Yn y dyluniad cymorth canolog ar gyfer drych cynradd ceramig gwydr Φ500 mm, mae'r llwyn a'r llawes gynhaliol wedi'u gwneud o aloi titaniwm, gyda haen gludiog hyblyg yn cysylltu'r corff drych â'r strwythur cynnal. Mae efelychiadau'n nodi, o dan newid tymheredd unffurf o 40 gradd, bod cywirdeb ffigur yr arwyneb (RMS) yn aros o fewn 4.2 nm, ac mae amlder sylfaenol y cynulliad yn fwy na 53 Hz. Mae'r haen gludiog yn chwarae rhan ganolog yma: mae'n lleddfu llwyth pwysau'r drych ei hun wrth amsugno straen thermol a achosir gan y diffyg cyfatebiaeth CTE rhwng yr aloi titaniwm a'r gwydr-ceramig. Nid yw aloi titaniwm GR5 yn ymwneud â chael y CTE "optimaidd", ond mewn galluogi-trwy ddylunio rhyngwyneb rhesymegol-reoli straen thermol o fewn terfynau derbyniol tra'n darparu anhyblygedd strwythurol digonol ar yr un pryd. Mae hyn yn cynrychioli dull peirianneg lefel systemau yn hytrach nag amnewid deunydd syml.

Dau Gyfluniad: Colfachau Hyblyg a Strwythurau dellt Integredig
O ran dyluniad strwythurol penodol, defnyddir aloion titaniwm mewn systemau cefnogi drych mewn mwy nag un ffurf, gyda gwahanol ffurfweddau strwythurol yn adlewyrchu athroniaethau dylunio gwahanol. Colfachau hyblygrwydd-gan ddefnyddio hyblygrwydd i oresgyn anhyblygedd. Yn y prosiect telesgop mesur manwl gywir 1.93 medr 1.93 metr a arweiniwyd gan Sefydliad Opteg a Thechnoleg Seryddol Nanjing (NIAOT), Academi Gwyddorau Tsieineaidd, disodlodd y tîm ymchwil Bearings peli hunan-alinio traddodiadol â Ti-6Al-4V (GR5) deuol-diaphragm flexure. Gostyngodd yr addasiad hwn y grym parasitig echelinol ar y drych cynradd o 60 N i 2.5 N. Gyda'r gefnogaeth ochrol yn gwbl weithredol, cyflawnodd y drych cynradd gywirdeb ffigwr arwyneb o 4.15 nm RMS a 24 nm PV, gan fodloni'n gyson y gofyniad dylunio o RMS Llai na neu hafal i λ/35 ar draws ystod tymheredd eang o - 030 gradd. Mae'r cyfuniad o gryfder cnwd uchel a modwlws elastig cymharol isel mewn aloion titaniwm yn galluogi colfachau hyblyg i sicrhau lleoliad manwl gywir o fewn yr ystod elastig heb gyflwyno ffrithiant neu adlach. dellt integredig-a-strwythurau croen-lleihau pwysau trwy ddyluniad gwag. Mae hyn yn cynrychioli un o'r dulliau mwyaf arloesol yn y blynyddoedd diwethaf. Mewn prosiect yn cynnwys drych gofod cantilifer mawr ar gyfer synhwyrydd awyrofod o bell, cydweithiodd Sefydliad 508 Academi Technoleg Gofod Tsieina (CAST) â Phrifysgol Jiao Tong Shanghai. Fe wnaethant ddefnyddio optimeiddio topoleg i bennu'r macro-gyfluniad, gan ddefnyddio dellt Ciwbig Corff-ganolog (BCC) ar gyfer y strwythur mewnol a chroen allanol ar gyfer amgáu. Roedd y strwythur cefnogi canlyniadol yn pwyso dim ond 6.5 kg, gan gadw cyfanswm màs y cynulliad drych o dan 16.5 kg. Dangosodd canlyniadau profion gylchdro drych o lai na 6 arcseconds a dadleoliad corff anhyblyg o lai na 0.02 mm - y ddau ymhell o fewn y goddefiannau ar gyfer gwallau aliniad optegol.

Crynodeb
O'r colfachau cryfder cnwd micro a hyblygrwydd i strwythurau dellt printiedig 3D, mae gwerth aloion titaniwm mewn systemau cynnal drychau agorfa fawr yn ymestyn ymhell y tu hwnt i amnewid deunyddiau yn unig. Yr hyn y maent yn ei alluogi mewn gwirionedd yw dichonoldeb peirianyddol cyflawni nanomedr-cywirdeb ffigwr arwyneb lefel o dan amodau sy'n ymwneud ag ystodau tymheredd eang a gweithrediad tymor hir. Ar gyfer y diwydiant titaniwm, nid yw llwyddiant yn y maes hwn yn dibynnu ar allu cynhyrchu, ond ar y gallu i drosi priodweddau deunyddiau yn atebion dylunio strwythurol.

Gr7 Titanium-Pd alloy Forged Ring factory Grade 9 Titanium alloy forged bar in stock