Численное моделирование процесса изготовления герморазъема и оптимизация его конструкции

При проведении взрывных экспериментов в РФЯЦ-ВНИИТФ применяются взрывозащитные камеры. Неотъемлемой частью взрывозащитных камер являются герметичные проходники (герморазъемы), обеспечивающие бесперебойный проход электрического сигнала по информационным линиям внутрь взрывозащитной камеры на измерительную аппаратуру и получение полной и достоверной информации измерений при возвращении сигнала обратно. Для обеспечения функционирования информационных линий связи через стенку взрывозащитной камеры на начальном этапе была разработана серия низкочастотных ударопрочных герморазъемов. В связи с расширением применяемой аппаратуры и повышением ее функциональности, что связано с увеличением решаемых задач в ходе проводимых экспериментов, потребовалось применение высоковольтных линий связи, что повлекло за собой разработку высоковольтных проходных герморазъемов. Герморазъем состоит из стеклянного и двух керамических изоляторов спаянными с металлическим проводником (штырем) и корпусом. При освоении технологии изготовления изолятора было отмечено значительное количество разрушенных изоляторов после процесса пайки. Вероятной причиной разрушения изоляторов явилось формирование значительных остаточных термических напряжений, что связано с существенным отличием коэффициентов линейного расширения материалов герморазъема «металлический корпус-керамический изолятор-металлический проводник».  В ходе работ было проведено численное моделирование процесса пайки сборки герморазъема «металлический корпус-керамический изолятор-металлический проводник». Рассмотрена возможность повышения прочности герморазъема. Предложен вариант исполнения герморазъема с измененной конструкцией корпуса, позволяющей полностью устранить возникновение трещин в изоляторе при пайке.

1. Волкова З.П., Хотин В.М. Материалы электровакуумного производства: Учебник для техникумов. Л.: Энергия, 1980. 213 с.

2. Любимов М.Л. Спаи металла со стеклом. М.: Энергия, 1968. 280 с.

3. Ковалевский Р.Е., Чекмарев А.А. Конструирование и технология вакуумноплотного паяных соединений. М.: Энергия, 1968. 208 с.

4. Бакунов В.С., Балкевич В.Л., Власов А.С., Гузман И.Я., Лукин Е.С. Керамика из высокоогнеупорных окислов. М.: Металлургия,1977. 304 с.

5. Бачин В.А. Диффузионная сварка стекла и керамики с металлами. М.: Машиностроение, 1986. 184 с.

6. Эванс А.Г., Лэнгдон Т.Г. Конструкционная керамика. Пер. с англ. М.: Металлургия, 1980. 256 с.

7. Гаршин А.П., Гропянов В.М., Зайцев Г.П., Семенов С.С. Керамика для машиностроения. М.: ООО Издательство Научтехлитиздат, 2003. 384 с.

8. Амелина О., Нестеров С. Вакуумплотная корундовая керамика на основе ультрадисперсных порошков // НАНОиндустрия, 2010. № 5. С. 40-41.

9. Джуринский К. Особенности герметизации радиочастотных соединителей для микроэлектроники // СВЧ-электроника, 2018. № 2. С.14-18.

10. Мазурин О.В., Стрельцина М.В., Швайко-Швайковская Т.П. Свойства стекол и стеклообразующих расплавов. Справочник. Том III., Ч. 2. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1979. 486 с.

11. Власова С. Г. Основы химической технологии стекла. Учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2013. 108 с.

12. Марочник сталей и его сплавов: Справочник. Под ред. Зубченко А.С. М.: Машиностроение, 2003, 784 с.

13. Хоршкина Г.П., Михайлов Н.Я., Учаев А.А.. Физико-механические свойства конструкционных материалов и некоторые современные методы их исследования: Справочное пособие. М.: ЦНИИатоминформ, 1982. 239 с.

14. Конаичева Н.В., Сафина Ю.Н., Мамаев И.В., Астахов А.В., Сергодеев В.В., Козицын И.С. Способ получения высоковольтного паяного соединения. RU Патент № 2778323 С03С 27/02 (2012.01), 2022.