Команда ученых кафедры электронных приборов и устройств (ЭПУ) Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» разработала установку, которая позволяет контролировать качество изготовления монокристаллических турбинных лопаток. Речь идет о новом виде рентгеновской аппаратуры, прямых аналогов которой сегодня нет ни в России, ни за рубежом. Сейчас для этой цели используются рентгеновские методы, и эти методы реализуются на дифрактометрах общего назначения – больших стационарных установках, которые могут позволить себе только крупные лаборатории. Такие установки универсальны и позволяют проверить на качество практически любое монокристаллическое изделие. Однако на специализированных производствах в такой многозадачности потребности нет.
Решить проблемы таких производств призвана разработка ученых ЛЭТИ. В основе работы малогабаритной установки лежит метод Лауэ. Установка позволяет за считанные минут проверить качество одной лопатки размером до нескольких сотен мм. Турбинные лопатки необходимо массово контролировать – и новый прибор «заточен» под эту конкретную задачу. Лопатки изготавливают литьем с помощью специальных форм, затем технолог осматривает каждое готовое изделие и помечает «подозрительные» точки. Далее он передает изделие на установку, с помощью которой осуществляются необходимые измерения в каждой из намеченных точек.
«У рентгеновского излучения, как и у любой другой электромагнитной волны, есть свойства дифракции и интерференции. Если мы направляем на монокристалл узкий пучок рентгеновского излучения, то в зависимости от угла, под которым падает этот пучок, кристалл может «отразить» его под тем же углом. Есть такая неправильная формулировка «Угол падения равен углу отражения» – в нашем случае наоборот. Получаемые картины из «отраженных» пятен Лауэ строго индивидуальны для каждого конкретного случая. На этом и основан наш анализ. Мы получаем на двухкоординатном цифровом детекторе рентгеновского излучения изображения пятен и, анализируя положение каждого пятна, можем сделать заключение: совершенный кристалл или несовершенный, «правильно» он вырос или «неправильно», есть ли дефекты в его плоскостях или нет. Все это оценивает оригинальная компьютерная программа и выдает результат», — рассказал заведующий кафедрой ЭПУ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Николай Николаевич Потрахов
Эта полностью отечественная установка уже была поставлена в АО «ОДК-Пермские моторы» и АО НПП «Салют». Установка – относительно дешевый прибор. Ее стоимость составляет несколько миллионов рублей. Данную установку можно поставить практически в любой лаборатории, на любом производстве. Она заинтересовала и заводы Китая. За границу первую установку из петербургского ЛЭТИ отправят в начале апреля.