Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Е.А. Гункин, О.В. Огнев, В.Е. Лазарева, Е.А. Деулин. ИННОВАЦИОННЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕХАНО-ГЕНЕРИРОВАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Е.А. Гункин, О.В. Огнев, В.Е. Лазарева, Е.А. Деулин

ИННОВАЦИОННЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕХАНО-ГЕНЕРИРОВАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,
Москва, Россия

E-mail deulin@bmstu.ru

Рассматривается физическая природа механо-генерированного излучения (МГИ), заключающаяся во взаимодействии гипер-(термо)электронов одной поверхности с орбитальными электронами другой, при трении этих поверхностей. Приведены результаты измерения МГИ от таких источников трения как абразивная обработка, резание, сухое трение полированных поверхностей. Предложен метод расчета интенсивности МГИ.

Известно, что на шкале между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, т.е. на длине волн 5?10–1–10–3 нм (Е = 250–100 эВ), располагаются электромагнитные волны, возникающие при энергетических переходах в электронных оболочках атомов и используемые в рентгеновских трубках. Основными элементами таких трубок являются металлические катод и анод, в которых электроны, испущенные катодом, ударяются об анод, где происходит их резкое торможение, за счёт чего происходит генерация излучения [1, 2]. Физическая природа механо-генерированного (МГИ), как показано
в [2, 3], заключается во взаимодействии гипер-(термо)электронов одной поверхности с орбитальными электронами другой [4] (рисунок).

В работе [3] было показано, что расчётная интенсивность излучения при трении шлифованных плоских поверхностей, измеряемая дозиметром должна соответствовать значению Ад = 10–1 мкЗв/ч. Сравнение значений интенсивности излучения, полученное теоретически со значениями измеренного авторами и находящемся в зоне 0,1–0,8 мкЗв/ч, (АД = 10–80 мкР/ч) показывает, что созданный авторами метод расчета интенсивности источника рентгеновского излучения при трении может быть использован на практике. Исследованиями авторов показано, что механо-генерированное излучение невелико по интенсивности и приближается к рентгеновскому излучению электронно-лучевой трубки персонального компьютера (использован в качестве тестового источника).

В эксперименте использовались три типа датчиков. Дозиметр-радиометр МКС-05 «Терра», Радиаскан 701, радиометр-дозиметр МКС-01Р. Результаты измерений приведены в таблице. Опыты выполнялись с разными источниками МГИ:

– вакуумной ЭЛТ компьютера старого образца;

– при абразивной обработке стали;

– при резании стальной заготовки на токарном станке;

– при трении полированных кремниевых пластин.

pic_11.tif

Схема генерации МГИ при взаимодействии электронных оболочек контактной пары на наномасштабном уровне:
1 – профиль микро шероховатостей образцов; 2 – атомы у поверхности образца № 1; 3 – атом-источник термо(гипер) электрона; 4 – термо(гипер) электрон; 5 – образец № 2; 6 – межатомные связи в материале образца № 2; 7 – образец № 1. Индексы: hi – фотон; e1, e2, eт(г) – символы орбитальных электронов, Vск – скорость трения

Источник МГИ

Дозиметр

Номер
замера

Дата

Интенсивность
МГИ АД, мкР/ч

Среднее
значение

Точило – сталь 20

Радиаскан 701 МКС-05

«Терра»

1

2

3

15.01.15

19.01.15

29.01.15

13,18 (фон 12,44)

14,01 (фон 13,46)

13,40 (фон 13,05)

13,5 (фон 13,3)

Резец Т15К6 – сталь 40

МКС-01Р

1

2008 год

14,0 (фон 13,05)

13,5

Кремниевые пластины

Радиаскан 701,

МКС-05

«Терра»

1

2

29.03.15

27.05.

13,32 (фон 13,09)

13,87 (фон 13,23)

13,6 (фон 13,2)

ЭЛТ пер-
сонального компьютера

Радиаскан701 МКС-05 «Терра»

1

2

04.03. 05

1

5,65 (фон 13,09)

18,98

17,3

Авторы не сомневаются, что обнаруженный эффект будет использован в будущем. Хотя сейчас трудно назвать конкретное применение, где можно будет использовать полученные авторами результаты. Инновационным примером может служить факт из истории вакуумной техники, полученный Байярдом и Альпертом в 1950 году [1]. Знания о природе рентгеновского излучения позволило им убрать отрицательный эффект мягкого рентгеновского излучения, вызывающего в манометре Бакли вторичную электронную эмиссию с коллектора ионов и ограничивающего область измерения давлениями 10–1–10–5 Па. Рабочий диапазон нового манометра был изменён до 10–1–10–8 Па т.е. измеряемые давления уменьшены в 1000 раз за счет сокращения площади коллектора ионов, подвергаемой рентгеновскому излучению от значения S ? 505?10–6 м2 до значения S ? 0,4?10–6 м2. Это существенно расширило возможности вакуумных технологий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Розанов Л.Н. Вакуумная техника. – М.: Высшая школа, 1982. – 207 с.

2. Гункин Е.А. (рук. проф. Деулин Е.А). Исследование рентгеновского излучения при работе механизмов в вакууме и в атмосфере. / Тр. Седьмой Российской студенческой конференции «Вакуумная техника и технология», 20–23.04.2015. С. 82-83.

3. Огнев О.В. (рук. проф. Деулин Е.А). Физическая модель рентгеновского излучения при сухом трении в вакууме и атмосфере. / Труды Седьмой Российской студенческой конференции «Вакуумная техника и технология», 20–23.04.2015. С. 84-85.

4. Нектаров Е.С., Сычев В.В. Развитие гиператомной физики в России // Оптика атмосферы и океана. т. 18 № 11. 2005. С. 2-7.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074