Alyaj Titàn yo de pli zan pli vin materyèl chwa pou estrikti sipò debaz teleskòp astwonomi yo. - Nouvèl

Seleksyon materyèl pou estrikti sipò miwa gwo-ouvèti yo ap deplase soti nan Invar ak C-SiC nan direksyonalyaj Titàn. Mèsi a karakteristik deformation trè ba yo, alyaj Titàn yo ap vin materyèl chwa pou estrikti sa yo.

Poukisa Titàn Alloy? Yon metrik kle neglije
Kòm ouvèti teleskòp astwonomik yo ap grandi toujou, kondisyon pou presizyon figi sifas yo ap pouse kont limit fizik yo. Pou glas prensipal yon teleskòp onn gravitasyonèl ki baze sou espas-, presizyon sifas ki nesesè yo se RMS mwens pase oswa egal a λ/50-sa vle di devyasyon sifas yo dwe kontwole nan yon seri jis plis pase dis nanomèt. Nan echèl sa a, menm pi piti derive dimansyon nan estrikti sipò a agrandi nan distòsyon D '. Lè w ap chwazi materyèl pou estrikti sa yo, pratik konvansyonèl konsantre sou dansite, modil Young, ak koyefisyan ekspansyon tèmik. Sepandan, nan kontèks espesifik sa a, yon metrik ki pi fondamantal antre nan jwèt: mikwo-fòs sede. Pandan ke fòs sede estanda dekri estrès nan ki yon materyèl sibi deformation plastik enpòtan, mikwo-fòs rannman mezire estrès la yon materyèl ka sipòte pandan y ap fè eksperyans sèlman souch rezidyèl sou lòd nan yon pati pou chak milyon. Depistaj materyèl ki te fèt pa Battelle Memorial Institute pou Goddard Space Flight Center NASA an te revele ke, pami anpil kandida, alyaj Titàn Klas 5 (GR5) ofri pi gwo rapò mikwo-fòs rannman ak dansite, ak yon fòs mikwo-sede apeprè 480 × 10⁶ N/m². Estrikti sipò yo dwe pote pwa asanble glas la pandan peryòd tan; si materyèl la sibi kontinyèl, irevokabl plastik ranpe nan nivo mikwoskopik, figi sifas glas la pral tou dousman "drive." Pou yon teleskòp ki fèt pou opere stab pandan plizyè ane, drift sa yo pi prejidis pase deformation enstantane. Alafen, valè alyaj Titàn se nan kapasite li pou kenbe estabilite dimansyon pandan tout lavi sèvis li.

Kondisyon Fonksyònman tèmik: Matching CTE se jis pwen depa
Kenbe yon figi presi sifas atravè diferan kondisyon tèmik se defi prensipal la nan konsepsyon sipò glas. Klas 5 (GR5) alyaj Titàn gen yon koyefisyan ekspansyon tèmik (CTE) apeprè 9.1 × 10⁻⁶ K⁻¹, yon dansite 4.4 g/cm³, ak yon modil elastik apeprè 109 GPa. Konpare ak Invar oswa konpoze kabòn / Silisyòm carbure, CTE GR5 a pa patikilyèman ba. Sepandan, seleksyon materyèl jeni se pa janm yon konpetisyon ki baze sou yon sèl metrik. Nan konsepsyon sipò santral la pou yon glas prensipal Φ500 mm vè -seramik, tou de kouvè a ak manch rad sipò yo te fè nan alyaj Titàn, ak yon kouch adezif fleksib ki konekte kò a glas ak estrikti sipò a. Simulation endike ke anba yon chanjman tanperati inifòm nan 40 degre, presizyon figi sifas (RMS) rete nan 4.2 nm, ak frekans fondamantal asanble a depase 53 Hz. Kouch adezif la jwe yon wòl enpòtan isit la: li soulaje chaj pwòp pwa glas la pandan y ap absòbe estrès tèmik ki te koze pa dezakò CTE ant alyaj Titàn ak seramik vè a. Valè alyaj GR5 Titàn pa chita nan gen CTE "optimal" la, men nan pèmèt -atravè konsepsyon koòdone rasyonèl-kontwòl estrès tèmik nan limit akseptab pandan y ap bay ase frigidité estriktirèl. Sa reprezante yon apwòch jeni-nivo sistèm olye ke yon senp ranplasman materyèl.

De konfigirasyon: gon Flexure ak estrikti lasi entegre
An tèm de konsepsyon estriktirèl espesifik, alyaj Titàn yo itilize nan sistèm sipò glas nan plis pase yon fòm, ak diferan konfigirasyon estriktirèl ki reflete filozofi konsepsyon diferan. Gon flechi -sèvi ak fleksibilite pou simonte frigidité. Nan pwojè teleskòp mezi presizyon 1.93-mèt ki te dirije pa Nanjing Institute of Astronomical Optics & Technology (NIAOT), Akademi Syans Chinwa a, ekip rechèch la te ranplase tradisyonèl pwòp tèt ou-aliman woulo bi ak Ti{-6Al{-4V (GR5) doub {{22} flexurephings. Modifikasyon sa a diminye fòs parazit axial sou glas prensipal la soti nan 60 N a 2.5 N. Avèk sipò lateral la konplètman operasyonèl, glas prensipal la reyalize yon presizyon figi sifas nan 4.15 nm RMS ak 24 nm PV, toujou satisfè egzijans konsepsyon RMS Mwens pase oswa egal a λ/35 atravè yon ranje tanperati lajè 25} 30 {25} 30 {25} degre. Konbinezon an nan fòs sede segondè ak modil elastik relativman ba nan alyaj Titàn pèmèt gon flexure reyalize pwezante egzak nan seri elastik la san yo pa entwodwi friksyon oswa repèkisyon. Lasi entegre-ak-estrikti po-minimize pwa atravè konsepsyon kre. Sa a reprezante youn nan apwòch ki pi inogirasyon nan dènye ane yo. Nan yon pwojè ki enplike yon gwo-glas espas cantilever pou yon detèktè ayewospasyal aleka, 508 Institute of China Academy of Space Technology (CAST) kolabore ak Shanghai Jiao Tong University. Yo te anplwaye optimize topoloji pou detèmine makro-konfigirasyon an, itilize yon lasi kib ki santre sou kò (BCC) pou estrikti entèn la ak yon po ekstèn pou patiraj. Estrikti sipò ki kapab lakòz te peze sèlman 6.5 kg, kenbe mas total asanble glas la anba 16.5 kg. Rezilta tès yo te montre yon wotasyon glas ki mwens pase 6 segonn arc ak yon deplasman kò rijid ki mwens pase 0.02 mm-tou de byen nan tolerans yo pou erè aliyman optik.

Rezime
Soti nan mikwo-sedemans ak gon flechir rive nan estrikti lasi enprime 3D-, valè alyaj Titàn nan gwo-sistèm sipò miwa louvri pi lwen pase silplasman materyèl. Ki sa yo vrèman pèmèt se posiblite jeni pou reyalize presizyon nan figi sifas nan nivo nanomèt-nan kondisyon ki enplike gwo ranje tanperati ak operasyon alontèm-. Pou endistri a Titàn, siksè nan tèren sa a gon pa sou kapasite pwodiksyon, men sou kapasite nan tradui pwopriyete materyèl nan solisyon konsepsyon estriktirèl.

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