Статический разрядник Советский патент 1982 года по МПК H01T19/00 

() СТАТИЧЕСКИЙ РАЗРЯДНИК

Изобретение относится к устранению электрических зарядов, возникающих, например, на поверхности лета тельных аппаратов при работе реактивных двигателей, а точнее к матери алам для коронирующих электродов. Необходимым элементом всех типов конструкций статических разрядников является коронирующий йлектрод, который может иметь различную конфигурацию и ориентацию.: Известны статические разрядники, у которйх коронирующие электроды выполнены в виде отдельных заостренйых или собранных в пучок металлических стержй.ей из стабильного по отношению к/фазовым превргицениям при нагреве материала, в частности из нихро ма Clj. Однако нихромовые электроды не обладают достаточной длительной проч ностью, что существенно снижает срок службы разрядника. Наиболее близким к предлагаемому является статический разрядник, со.держащий металлический коронирующий электрод, который выполнен из нержавеющей аустенитной стали .C2J. Однако эффективность коронировам имя таких коронируюадих электродов н достаточно высока вследствие высокого порога коронирования и относительно небольщих значений разрядного тока, Цель изобретения - повышение эффективности коронирования. Поставленная цель достигается тем что в статическом разряднике, содержащем металлический коронирующий электрод, коронирующий электрод выполнен из метастабильногосплава с мартенситной структурой, температура начала обратного мартенситного превращения которого выбрана не выше 500°С..в В предлагаемом разряднике при коронировании вследствие повышения температуры начала обратного мартенсит ного превращения в закаленном на мартенсит коронирующем электроде Протекает обратное мартенситное превращение; Реализация в момент коронирования электрода этого превращения, идущего по бездиффузионному сдвиговому механизму, сопровождается увеличени ем амплитуды низкочастотных колебаний атомом в узлах кристаллической решетки, что снижает работу выхода э электрона из металла. В результате обратного мартенситного превращения на поверхности метастабильного мартенситного электрода образуется микрорельеф. Рельеф создает на поверхности коронирующего электрода множество микронеоднородностей, что способствует развитию экзоэлектронной эмиссии, в результате чего умень шается работа выхода электрона из ме талла и снижается порог коронирования разрядника при последующих циклах работы. Изобретение опробовано на сплаве ,Н2бХ2 состава, вес.%: Ni Сг 2,1; С - железо остальное, с температурой начала прямого Мц и обратно го АН мартенситного превращения соот ветственно 30 и 325°С и темп ратурой конца обратного мартенситного превращения Ац, 500°С, Предварительная термическая обработка коронирующего электрода, изго товленного в виде заостренного стерж ня диаметром 1 мм с радихаом закругл ния 20 мкм из сплава Н26Х2 заключается в нормализации от температуры 1100°С в течение 5 мин. После нормализации электрод находится в стабильном аустенитном состоянии и с не го снимаю вольт-амперную характерис тику коронного разряда. Затем этот электрод переводят в метастабильное состояние, подвергая обработке холодом в жидком азоте, с целью реализации прямого-jr- (. мар- тенситного превращения и приобретени электродом мартенситной структуры. 9осле отогрева электрода до комнатно температуры с него повторно снимают вольт-амперную характеристику коронного разряда. В момент коронирования как показал эксперимент, температура на поверхности электрода становится выше температуры начала обратного мартенситного превращения и в метастабильном электроде, имеющем мартенситную.структуру, получает развит обратHoedt-- мартенситное пре.вращение. На чертеже представлены полученны вОЛЬт-амперные характеристики коронного разряда, где кривая а - стабиль ный аустенитный электрод, кривая 5 метастабильный мартенситный электрод. Как видно из представленных данных, перевод коронирующего электрода в метастабильное состояние по отноше нию;.к обратному мартенситному превра щенЙнЗ способствует снижению порога к ронирования и увеличению разрядного тока. Проводится также использование вольт-амперной характеристики корони рующего электрода таких же геометригческих размеров, изготовленного из углеродистой стали (позиция 10), закаленной на мартенсит, в которой распад мартенсита протекает по обычному диффузионному механизму. В эГом случае не наблюдается повышения эффективности статического разрядника и вольт-амперная характеристика практически не отличается от полученной для стабильного аустенитного электрода (кривая а) . Использование изобретения обеспечивает повышение эффективности коронирования статического разрядника, что выражается в снижении на 18% значения порога коронирования и увеличении в 1,9 раза максимального разрядного тока, повышение надежности и безопасности полета летательных аппаратов за счет увеличения эффективности коронирования статического раз-, рядника;; снижение .веса летательного аппарата вследствие уменьшения на. нем количества разрядников. Изобретение стало возможным благодаря обнаруженному явлению усиления эффекта коронирования (снижение порога коронирования и увеличение раз-, рядного тока ) в момент обратного мартенситного превращения, протекающего в закаленном коронирующем электроде. Для достижения поставленной цели увеличения эффективности статического разрядника не обязательно использовать в качестве материала коронирующих электродов именно стали на Fe-Ni-C основе с легирующими добавками хрома . Кроме этой стали имеется . многочисленная группа сплавов j в которых наблюдается обратное мартенситное превращение: Fe-Ni сплавы (при высоком содержании никеля), медные сплавы (например, алюминиевые бронзы) титановые сплавы Ti-Cr, Ti-Fe, Tl-Sn Tl-Zr. В этих сплавах обратное мартенситное превращение имеет все признаки прямого. Проводились также исследования коронирующих электродов из сплава с MH выше комнатной температуры (Н23ЮЗХ2, Мп 125°С). В этом случае наблюдалось аналогичное повышение эффективности коронирования статического .разрядника. Этот разрядник являлся разрядником многоразового действия, так как после завершения коронирования электрод, охлаждаясь до комнатной температуры претерпевал прямое у-«cl, мартенситное превращение и самопроизвольно возвращался в мартенситное состояние. Формула изобретения Статический разрядник, содержащий металлический коронирующий электрод, отличаю |Щийся тем, что, с целью повышения эффективности коронирования, коронирующий электрод выполнен из метастабильного сплава с мартенситной структурой, температура начала обратного мартенситного.

превращения которого выбрана не выие 500 С;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,4 А

22 If.KB