вход Вход Регистрация



Применение. Впервые рений стал широко применяться в нефтехимии в составе Pt - Re катализаторов. Однако с годами этот сектор потребления рения стал относительно сокращаться и в данное время на его частицу приходится 10…20 %.

Большая часть металлического рения ( до 90 %) используется как компонент специальных сплавов ("суперсплавов"), с которых ~ 90 % - это сплавы на основе вольфрама, молибдена и никеля. Эти сплавы владеют высокой жаропрочностью, тугоплавкостью и пластичностью и используются в авиа- и ракетостроении ( турбины двигателей).

Разработанные также жаропрочные и жароустойчивые сплавы на основе рения, которые содержат Re ≥ 50 ат. % , Co, Cr, Mn в сумме ≥ 30 ат. % при содержимом Со 0…50 ат. % , Cr 0…15 ат. % , Mn 0…10 ат. % ; возможно легирование Ni (0…15 ат. % ), а также V, Si, Al, Y и Th. Новые сплавы к температуры 750 ос имеют сниженную или нулевую скорость окисления. Стойкость против окисления объясняется наличием в сплавах элементов, которые имеют высокую родственность к кислороду и создающих на поверхности защитные оксидные пленки.

Применение рения дало возможность получить ряд абсолютно новых материалов для электронной техники с высшими физико-механическими свойствами, чем раньше употребляемые (например, вольфрам). Как материал для электроники, электротехники и электровакуумной техники ( нити напряжения, детали катодов, сетки, детали рентгеновских трубок) используется рений, сплавы W - Re (ВР5, ВР20, ВР27 ВП, ВАР5, ВАР10, ВР10Т2, ВР20Т2), Мо - Re (МР47ВП), Ni - Re и Fe - Ni - Re (НР10ВП, 40Н10РВП). В электротехнике перспективные также сплавы на основе паладия с палисадниками рения и никеля.

Как материал электрических контактов рений и сплав ВР15 (W + 15 % Re) преимущественно вольфрама, так владеют высокой износоустойчивостью и сопротивлением электроэрозии в условиях образования электрической дуги.

Термопары с W - Re сплавов (ВР5, ВР20) имеют высокие и стойкие термо ЕДС и работают в пределах до 2500 ос.

Рений и его сплавы отличаются высокой твердостью и износоустойчивостью и потому применяются в приборостроении для изготовления опор, керн, осей, пружин и т.п. (сплав 40КНХМР, легированный 7 % рения).

Новыми перспективными сферами применения рения ( как компонент катализаторов) есть производство синтетического топлива (водорода, технического этилового спирта), синтетического аммиака, дефицитных органических соединений, пристроил по очищению выхлопных газов автомобилей.

 

Характеристика рениесодержащих отходов. К отходам рения и сплавов с рением относятся производственные отходы всех стадий металлургического передела и механической обработки, недостаток полуфабрикатов и рениесодержащие детали, которые пришли в непригодность, в разных изделиях. Таким образом, рениесодержащие отходы образовываются как в процессах получения порошкового металлического рения и его полуфабрикатов (штабиков, прутков, провода, фольги, пластин, ленты), так и в производстве и эксплуатации изделий из рения и его сплавов ( стружка, недостаток и амортизационный лом).

Отходы, которые образовываются при получении порошку и полуфабрикатов металлического рения с перенату аммония, можно разделить на порошковидные (высев, отходы порошков, порошки из операций шлифования и резки кованных прутков), стружки (стружка из операции механической обработки заготовок), компактные (обрубание непроваренных концов штабиков, переплавленные штабики технологических проб, куски прутков, недостаток испеченных заготовок и прочие), проволочные (куски провода, обрывы, недостаток и др.).

Сплавы рения с вольфрамом и молибденом получают также образом порошковой металлургии. Лучше всего смешать перенат аммония с порошком вольфрама или молибдена в необходимых соотношениях, соответствующих марке сплава, и потом эту смесь восстанавливать в две стадии. В другом варианте смешивают порошки рения и вольфрама (или молибдена). Все отходы сплавов после спекания, зварки, обрубание сортируют на продукты с вольфрамом и молибденом.

Основное количество рениесодержащих отходов образовывается на предприятиях авиационной, электронной и электротехнической областях промышленности в виде лома (скрапа) и отходов вольфрам- и молибденрениевых сплавов (прутки, провод - путанка, обрезки, высекание, стружка, пропиливание). Содержимое рения составляет: в W-Re сплавах от 5 до 27 %, в Мо - Re - от 8 до 47 %.

Отходы двойных (Ni - Re) и тройных (Fe - Ni - Re) сплавов рения на никелевой основе образовываются на предприятиях электронной промышленности. Они есть вьюнообразную стружкой и обрезаниями слитков сплавов, в которых содержится %: 5…10 рения, 0…50 железа и 40…90 никеля.

Отходы многокомпонентного жаропрочного сплава ЖС - 32, что образовываются на предприятиях авиационной промышленности как при производстве самого сплава, так и при производстве изделий из него, представленные в виде шлифпорошка, шламов, литейного скрапа, кусков сплава с керамикой и др. Состав отходов сплава ЖС - 32 следующий %: 1,5...4,0 рения, 1,5…4,0 тантала, 5...10 кобальта, 5...10 вольфрама, 2…5 хрома, 0,5...1,5 молибдена, 0,7...2,0 ниобия, 20…40 никеля и др.

Еще одному источником образования рениесодержащих отходов есть отработанные платина-рениевие катализаторы, срок службы которых составляет 3...5 лет ( для возведения, в 5000 т таких катализаторов содержится 15 т рения). При изготовлении деталей с рениесодержащих сплавов коэффициент использования составляет близко 50 %, а с учетом отработанных катализаторов возвращения рения может достигать 80…90 %.

Практически все рениесодержащие отходы, которые образовываются, в данное время перерабатываются, что обусловлено установлением высокой цены на них. Утилизированный из вторичного сырья рений может обеспечить большую часть потребности в Pt - Re катализаторах для нефтехимии, а также создать базу для получения рениесодержащих лигатур, необходимых в производстве конструкционных сплавов.

 

Классификация рениесодержащих отходов. Согласно классификации по ТУ 48-4-377-76 (табл. 5), отходы рения и рениесодержащих сплавов подразделяются на пять групп, которые делятся на сорта.

 

Таблица 5 - Классификация рейнисодержащих отходов

Группа Вид отходов Содержимое рения, %, не меньше
I Отходы металлического рения 99
II Отходы сплавов Мо – Re

 

сорт 1

сорт 2

 

40

7

III Отходы сплавов W – Re

 

сорт 1

сорт 2

 

17

3,5

IV Отходы сплавов W - Re – Th

 

сорт 1

сорт 2

 

17

7

 

V Отходы сплавов Ni - Re 7

 

 

 

 

Собирание, хранение и первичная обработка отходов. Собирание рениесодержащих отходов должно проводиться строго за марками. Отходы каждой марки могут быть разного вида: порошок, слитки, стружка, штабики, лента, провод и др. Смешивание отходов разных марок и разного вида отходов, отнесенных одной марки, не допускается. В отходах не должно быть посторонних механических включений.

Предприятия - потребители рениевой продукции обязаны сортировать рениесодержащие отходы за марками и видами согласно ТУ 48-4-377-76, не допускать их дополнительного загрязнения и смешивания.

Отходы сохраняют в условиях, которые исключают действие влаги и активных химических реагентов.

Отходы должны поставляться партиями, масса которых не ограничивается. В партию включаются отходы только одной марки.

Для первичной обработки отходов рения и его сплавов с вольфрамом и молибденом в виде штабиков, прутков, провода применяют молоткасые дробилки и вибрационные стиратели, а для металлургической переработки - нагревательные печи с конденсаторами и поглащающими колонками, испарители и вакуумные насосы.

При электрохимическом образе переработки отходов сплавов W - Re для создания хорошего электрического контакта и компактности отходы заранее готовят к анодному растворению: порошковидные отходы и провод брикетируют; проволочные отходы перед брикетированием режут механическими ножницами и смешивают тонкую и толстую провода; отходы прутков и штабиков рубят на куски, размеры которых не превышают 400 мм; при компоновке анода брикеты из провода, порошковидных материалов дежурят с отходами компактного металла.

На первой стадии переработки отработанных рейнисодержимых катализаторов для удаления углерода их подвергают предыдущему окислительному обжигу при температуре 500…600 ос.

Случайные новости

Усилители постоянного тока

Это усилители медленноменяющегося сигнала, у которого fн может быть равна нулю, а fв определяется назначением, его структурой, элементной базой.

Различают два основных типа УПТ: без преобразования сигнала (усилители прямого усиления) и с преобразованием сигнала, т.е. с модулятором и демодулятором (МДМ). Кроме того, они бывают однотактные и двухтактные.

В УПТ без преобразования сигнала усиливаются сигналы с частотами, близкими к нулю. При усилении таких медленно изменяющихся сигналов, ни трансформаторные связи между каскадами усилителя не в состоянии обеспечить сколь-нибудь удовлетворительную передачу усиливаемого через межкаскадные конденсаторы и трансформаторы в принципе не может проходить усиливаемый сигнал. Потому в УПТ без преобразования сигнала каскады соединяются непосредственно (гальванически) или иногда с помощью оптоэлектронных устройств (оптопар).

Непосредственная связь между каскадами УПТ осуществляется предельно просто. Выход предыдущего каскада через проводник или резистор соединяется с входом последующего каскада, т.е. развязывающие устройства между каскадами не используются. Однако при непосредственной связи между каскадами приходится согласовывать сравнительно большой (по модулю) потенциал на выходе предыдущего каскада с малым потенциалом на входе последующего. Иными словами, в каскадах УПТ происходит повышение постоянного потенциала от его входа к выходу, что создает проблему обеспечения режима питания УЭ по постоянному току. Кроме того, возникает более серьезная проблема – дрейф нуля (изменение начального уровня выходного напряжения).

Так, например, на первый взгляд согласование режимов по постоянному току в схеме, приведенной на рис. 2.22 выполнить достаточно просто. Для этого необходимо, чтобы напряжение на эмиттерном резисторе каждого последующего каскада компенсировало постоянную составляющую режима покоя предыдущего каскада.

 

Рисунок 2.22 – Схема трехкаскадного усилителя постоянного тока, где R1R2

и R3R4 схемы компенсации на входе и выходе

 

Однако такой метод согласования приводит к тому, что глубина местной последовательной ООС по току в каждом последующем каскаде будет больше, чем в предыдущем. Поэтому коэффициент усиления каждого последующего каскада будет меньше, чем предыдущего. На практике, если таких последовательно включенных каскадов больше трех, то коэффициент усиления последующих каскадов стремится к единице.

Параметры УПТ такие же, что и RC–усилителя, но добавляется немаловажный параметр, определяющий качество усилителя – дрейф нуля (Uдр), – это изменение выходного напряжения при постоянстве входного. Входное сопротивление большое и определяется по формуле:

 

Rвх = rб + (1 + h21э)(rэ+Rэ)||Rк||Rэrб + h21эRэ, а Rвых – малое.

 

Несмотря на отмеченные серьезные недостатки непосредственной межкаскадной связи, ее простота сыграла определенную роль при распространении в УПТ и других усилителях, изготовляемых по интегральной технологии.

При изложении вопросов, связанных с применением межкаскадных непосредственных связей в УПТ, которые по характеру отличаются друг от друга, целесообразно вначале рассмотреть методы согласования каскадов в УПТ, а потом проблему дрейфа.

Среди методов согласования каскадов можно выделить четыре наиболее распространенных:

– с дополнительным источником напряжения в цепи связи;

– со стабилитроном в цепи связи;

– с делителем напряжения и дополнительным источником питания;

– с каскадом сдвига уровня (КСУ).

Схема каскада УПТ с дополнительным источником в цепи связи изображена на рис. 2.23. Как видно из этой схемы, напряжение больше входного U1 на величину Uкб1. С помощью дополнительного источника напряжения Есм на сопротивлении нагрузки Rн можно уменьшить напряжение U2 практически до нуля. Однако такой способ согласования весьма неудобен, так как напряжение на коллекторах транзисторов усилительных каскадов могут принимать различные значения и необходимо подбирать источники смещения для каждого отдельного случая. Кроме того, источник Есм не имеет общих точек с шиной «земля» и может явиться «источником» нежелательных различных наводок.

 

Рисунок 2.23 – Схема согласования каскадов усилителя постоянного тока

с источником напряжения в цепи связи (со стабилитроном при замещении

источника напряжения Есм стабилитроном VD)

В реальных устройствах с непосредственной связью каскадов источник Есм обычно заменяется стабилитроном VD, как это показано штриховой линией на рис. 2.23, который, как и источник смещения, может уменьшать напряжение на сопротивление нагрузки Rн до нуля. В случае полной компенсации постоянного потенциала ток через источник Есм не течет, в то время как через стабилитрон обязательно должен протекать ток Iсм, обеспечивающий режим стабилизации и компенсации постоянного потенциала. В связи с этим схема согласования каскадов УПТ со стабилитроном менее экономична, но более удобна для практики.

Также стабилитроны включаются и в эмиттерные цепи транзисторов (рис. 2.24), однако, применение стабилитронов полностью не решает проблему согласования режимов, как по постоянному, так и переменному току. К тому же рассмотренные усилители обладают следующими недостатками.

1. На входе усилителя присутствуют некоторое постоянное напряжение, необходимое для задания режима покоя транзистора первого каскада. Кроме того, существуют источники информации (датчики), подача на которые постоянного напряжения недопустима.

2. При отсутствии входного сигнала на выходе усилителя присутствует некоторое постоянное напряжение, обусловленное режимом покоя выходного транзистора усилителя.

 

Рисунок 2.24 – Схема двухкаскадного усилителя постоянного тока

с согласованием режимов по постоянному току с помощью стабилитронов

 

Устранить постоянные составляющие на входе и выходе усилителя можно, используя в нем так называемые схемы сдвига, что требует введения в устройства дополнительного источника питания, полярность которого противоположна полярности основного источника питания, и использования для межкаскадной связи резистивных делителей напряжения.

Схемы же согласования каскадов УПТ с делителем напряжения и дополнительным источником питания широко использовались в ламповой технике, несмотря на некоторое ослабление усиливаемого сигнала, вносимое резисторным делителем. Эти схемы являются разновидностью способа компенсации с дополнительным источником.

На выходе невозможно выяснить, какая часть сигнала обусловлена изменением входной информации, а какая обусловлена дрейфом усилителя. Следовательно, с точки зрения уменьшения искажения входного сигнала необходимо стремиться к тому, чтобы полезная составляющая этого сигнала всегда была существенно больше составляющей приведенного дрейфа. Отсюда становится ясным, что при проектировании усилителей постоянного тока вопрос уменьшения их приведенного дрейфа является одним из наиболее важных.

© 2019
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру