碳化硅晶体管可将尺寸,光子诱发正电子湮没技术用于材料试验

金沙澳门官网网址,Materials testing from PIPA
本刊讯根据美国海军研究局的研究合同,正电子系统公司将应用它的光子诱发正电子湮没试验技术来检测疲劳损伤以及喷气涡轮发动机推进系统及传动齿轮轴承的剩余使用寿命。PIPA在美国能源部的爱连荷国家工程公司进行商业开发。PIPA可以从原子尺度上对零件的运转损伤进行探测。此项研究将有可能引入一种先进的预防性维修技术。许多在研的项目需要这种技术。例如JSF飞机为了降低采购及维修成本,需要一种先进的无损表征技术以及剩余寿命评估技术。PIPA是用光子束来穿透材料,光子束由线性加速器产生。正电子受到纳米尺寸缺陷的吸引,与材料中的电子相碰撞而湮没,并释放出γ射线,γ射线能谱可清晰显示材料中的缺陷大小、数量以及型别。研究表明,PIPA可以用来测量喷丸强度水平、量化表面下的压应力并监控对结构完整性的长期影响。在以往不了解这种压应力与热及机械疲劳的相互作用,而PIPA可以量化皮下压应力产生的松弛或释放。由于PIPA可从原子尺度上进行检测,即在裂纹出现前可尽早发现损伤。

美国密苏里州的SemiSouth实验室公司在导弹防御局的资助下,开发碳化硅晶体管,该晶体管可代替传统的硅晶体管而尺寸、重量及成本减半。SiC基晶体管产生的功率是硅晶体管的10~100倍,可以3GHz甚至高达10GHz传输。从电压增益、功率增益以及开关中的功率损失来看,新的晶体管可将性能提高25%~30%。传统的工艺技术为13步,一种低成本的方法是采用6步式的生产工艺。而新的工艺的生产率是现有的2倍。该公司说,它的成本是现行SiC生产技术的60%。另据报道,美国爱达荷州的光致正电子湮没技术可以从原子尺度上对镍基单晶合金的损伤进行检测。了解这类材料的降解过程有利于零件使用的优化以及成本的显著降低。研究表明PIPA技术可以精确评估表面损伤、表面以下的损伤,对试样及涡轮叶片的剩余寿命提供评估。研究表明PIPA能对延寿及材料再生处理(如喷丸、热处理以及热障涂层)的效果进行量化。PIPA技术是用线性加速器或其它方法产生的光子束对材料进行穿透。正电子被吸引到纳米缺陷或材料点阵结构变化处。最后正电子与材料中的电子相碰撞而消失,释放出γ射线,γ射线能建立明晰的、可读的有关缺陷的尺寸、数量以及类型的信号。另外,美国尤它州的MegaStir技术公司的研究人员,新近开发的陶瓷杆材料,可用作搅拌摩擦焊工具。它是一种多晶氮化硼杆,具有高熔点材料搅动摩擦焊所需的热稳定性、硬度以及强度。高温材料的搅动摩擦焊的效益有许多报道,但由于工具的寿命短,工程化受到限制。但多晶氮化硼经验证可承受搅动摩擦焊所需大于1000℃的温度以及大于1800千克力的载荷。成功焊接的材料包括低碳及高碳管材钢、镍基高温合金、马氏体钢、超马氏体钢、奥氏体不锈钢。焊接性能相当于基体金属。一些在传统焊接中的问题(裂纹及不希望有的相成形)得以消除。