Способ изготовления фокусирующих диспергирующих элементов из монокристаллов гидрофталатов

 

Изобретение относится к способам изготовления фокусирующих кристаллов-анализаторов из монокристаллов гидрофталатов щелочных металлов. Цель изобретения - уменьшение вероятности трещинообразования при изготовлении и эксплуатации пластин. Из монокристалла гидрофталата щелочного металла вырезают блок, ориентированный относительно кристаллографических осей, в виде параллелепипеда . Наибольшая сторона блока совпадаете осьюX 100. Расщепляют блок по плоскости спайности (010) на пластины толщиной 0,2-0,35 мм. Изгиб пластин проводят вокруг оси Z 001 . Время (с) изгиба определяется формулой t (d/R) 104, где d - толщина пластины; R - радиус кривизны, что соответствует скорости сближения шаблонов 0,04 мм/с. Время изгиба 20-35 с при радиусах изгиба 100-200 мм. 1 табл. - I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I с ч мя

° °

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4688603/25 (22) 23.02.89 (46) 23.03.91. Бюл. (ч0 11 (71) Институт кристаллографии им. А.В,Шубн икова (72) Г.С.Беликова, П.П.Перстнев, Ю.В.Писаревский, В.P.Ðåãåëü, Н,Л.Сизова, И.M.Ñèëüвестрова и Т.Н.Турская (53) 621,386 (088.8) (56) Вайнштейн Э.Е. Светосильная аппаратура для рентгеноспектрального анализа.—

М.: Иэд-во АН СССР, 1957, с.74 — 78, Блохин М.А. Методы рентгеноспектральных исследований. — М,:Фиэматгиз, 1956, с.386..(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОКУСИРУЮЩИХ ДИСПЕРГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

ИЗ IVIOHOKPNCTAflflOB ГИДРОФТАЛАТОВ

Изобретение. относится к способам изготовления фокусирующих кристаллованализаторов из монокристаллов гидрофталатов щелочных металлов и может быть использовано в рентгеновском приборостроении (рентгеноспектрометрии, рентгеновском анализе и микроанализе).

Целью изобретения является уменьшение вероятности трещинообразования при изготовлении и эксплуатации элементов.

Способ осуществляют следующим образом.

Экспериментально найдена ориентация пластин, при которой возможен изгиб пластин по малым радиусам без образования трещин и скрытых дефектов. Выход пластин такой ориентации при изгибе 100, .ЫЛ 1636860 А1 (я)э G 21 К 1/06, G 01 и 23/20 (57) Изобретение относится к способам изготовления фокусирующих кристаллов-анализаторов из монокристаллов гидрофталатов щелочных металлов. Цель изобретения — уменьшение вероятности трещинообразования при изготовлении и эксплуатации пластин. Иэ монокристалла гидрофталата щелочного металла вырезают блок, ориентированный относительно кристаллографических осей, в виде параллелепипеда. Наибольшая сторона блока совпадает с осью Х (100). Расщепляют блок по плоскости спайности (010) на пластины толщиной 0,2-0,35 мм. Изгиб пластин проводят вокруг оси Z (001) . Время (с) изгиба определяется формулой t (d/R) 10, где

d — толщина пластины; R — радиус кривизны, Б что соответствует скорости сближения шаблонов 0,04 мм/с. Время изгиба 20 — 35 с при радиусах изгиба 100 — 200 мм. 1 табл.

Найдена экспериментально также связь между временем изгиба, толщиной пластин, и радиусомиэгиба. Экспериментально най- О денная ориентация пластины, ари которой О.р она максимально пластична, вледующая: СГ пластина должна быть ориентирована та.. С) ким обрааом, чтобы более длиннее ее сторона совпадала с направлением Х (100), а короткая ее сторона — с осью Z (001(Тогда локальные упругие напряжения, воэйикающие при изгибе пластины с малым радиусом вокруг оси 2. по-видимому, релаксируют за счет пластической деформации по системе (010) (100) без образования трещин.

Из монокристалла вырезают ориентированный относительно кристаллографических осей Х (100), Y (010), 2 (001) блок в виде

1636860

15

40

55 параллелепипеда, наибольшая сторона которого совпадает с осью Х, расщепляют блок по плоскости спайности (010) на пластины, указанный изгиб пластин проводят вокруг оси Z (001), причем время изгиба задают не менее 20 — 35 с при радиусах изгиба 200 — 100 мм соответственно и толщинах пластин 0,2 — 0,35 мм, что определяется следующей формулой с ) d 104

R где t — время изгиба, с;

d — толщина пластины;

R — радиус кривизны, что соответствует скорости сближения шаблонов 0,04 мм/с, Причина влияния ориентации пластин из гидрофталатов на прочность пластин при деформации изгибом заключается в анизотропии упругих и пластических свойств этих кристаллов. Известно, что модули Юнга гидрофталата калия различаются в 1,85 раза, причем самый малый — вдоль кристаллографического направления (100) (ось X) (Е= 9,64 . 10 МПа). Пластические свойства этого кристалла таковы, что в нем действует основная система скольжения (010) (100), и поэтому в зависимости от ориентации оси сжатия по отношению к плоскости скольжения (010), которая одновременно является плоскостью спайности этого кристалла, он может разрушаться хрупко при напряжении

100 МПа (при сжатии вдоль направления (010), образовывать прослойки сброса при

20 — 30 МПа (при сжатии вдоль направлений (100) и (001) и деформироваться пластически подобно металлу при низких напряжениях 2 МПа (ось сжатия под 45 к плоскости (010)).

Однако при изгибе пластины с малым радиусом изгиба (100-200 мм) напряжения ,. разрушения всегда значительно ниже указанных напряжений разрушения при сжатии (в 10 раз), так как при изгибе происходит раскрытие поверхностных трещин, которые при сжатии "задавливаются".

При расколе кристалла на тонкие пластины в пластинах возникают напряженные области, которые при дальнейшем изгибе являются концентраторами напряжения, на которых происходит разрушение. Вероятность разрушения пластин из гидрофталатов при изгибе резко возрастает с уменьшением радиуса изгиба. Поэтому рассматривается только деформация изгибом пластин с малым радиусом (200 и 100 мм).

Радиусы более 200 мм не являются критическими для изгиба пластин гидрофталатов любых ориентаций, как показал.эксперимент. Радиусы меньше 100 мм для изгиба элементов не используются на практике и поэтому не рассматриваются.

Экспериментально показано, что время изгиба, при котором не нарушается целостность пластин, зависит от радиуса изгиба и толщины пластины. Чем больше толщина пластины, тем медленнее необходимо изгибать пластину. Чем больше радиус изгиба, тем быстрее можно изгибать пластины. Найденные экспериментально закономерности хорошо соответствуют приведенной формуле, и время изгиба, при котором пластина не разрушается, составляет 20-35 с, при радиусе изгиба 200 — 100 MM и толщине пластин

0,2 — 0,35 мм.

Вероятность разрушения зависит и от толщины пластины, подвергаемой изгибу.

Были исследованы наиболее часто применяемые в приборах пластины толщиной 0,2—

0,35 мм. Использовать пластины толщиной более 0.35 мм нецелесообразно, так как чем больше толщина пластин, тем больше вероятность ее разрушения при изгибе, Кроме того, применение толстых пластин ведет к неоправданно большому расходу материала, Применение пластин толщиной менее

0,2 мм затруднено сложностью раскалывания на такие тонкие пластины и работы с ними, Поэтому диапазон толщины пластин, ограничивается размерами 0,2 — 0,35 мм, Предлагаемый способ иллюстрируется примерами изготовления фокусирующих элементов из монокристалла гидрофталата калия путем раскалывания на пластины и дальнейшего их изгиба. Блоки размером

30х10х15 мм, выпиленные из монокристалла с поверхностью 30х10 мм параллельно грани пинакоида (010) таким образом, что длинное ребро 30 мм параллельно направлению (100) (ось Х) и (001)(ось Z). а короткое ребро параллельно (001) (ось Z) и (100) (ось X), раскалывают по плоскости спайности путем резкого удара по ножу, острие которого вводят в торец блока. Толщина полученных элементов 0,2 — 0.35 мм. Затем пластину изгибают с радиусом изгиба 100 и

200 мм за время 1 — 35 с. Сводные данные приведены в таблице.

Таким образом, из приведенных примеров видно, что если время изгиба пластин, у которых длинная сторона совпадает по направлению с (100) (осью Х), толщиной

0,2 — 0,35 мм, изогнутых по радиусу круга Роуланда 100 — 200 мм вокруг оси Z (001), составляет 20 — 35 с в соответствии с приведенной формулой, что соответствует скорости изгиба, не превышающей 0,04 мм/с (примеры 1,3 и 5), то растягивающие упругие напряжения в процессе изгиба успевают релаксировать за счет пластиче1636860

Составитель В.Воронов

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор В.Петраш

Заказ 817 Тираж 280 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ской деформации и трещины в образце не образуются, Такие элементы стабильйы в работе, не растрескиваются в процессе длительной эксплуатации и хранения.

Другая ориентировка пластин (длинная сторона направлена по (001) и изгиб вокруг оси Х (100), примеры 9 — 14}, превышение заданной скорости изгиба (примеры 2,4,6 и

7) приводят к возникновению высоких упругих растягивающих напряжений и растрескиванию пластин.

Формула изобретения

Способ изготовления фокусирующих диспергирующих элементов из монокристаллов гидрофталатов, включающий вырезание блока из монокристалла, его расщепление по плоскости спайности на пластины и изгиб по дуге окружности заданного радиуса сближением шаблонов, о т л и ч а ю5 шийся тем. что, с целью уменьшения вероятности трещинообразования при изготовлении и при эксплуатации пластин, блок из монокристалла вырезают ориентированным относитильно кристаллографиче10 ских осей XYZ в виде параллелепипеда, наибольшая сторона которого совпадает с осью Х, укаэанный изгиб проводят вокруг оси Z, а сближение упомянутых шаблонов осуществляют со скоростью, не превышаю15 щей 0,04 мм/с.