Криогенные камеры

Длительное воздействие не просто низких, а ультранизких температур – это серьезное испытание для многих материалов. И если речь идет о работе в условиях Крайнего Севера, глубоководных погружениях или аэрокосмических полетах, то для людей важно быть уверенными, что техника выдержит нагрузку и сохранит свою работоспособность на долгое время. Поэтому при производстве самолетов, горных машин, космических аппаратов, а также емкостей для хранения сжиженного газа проводятся испытания воздействием низких температур. Для этого используются криогенные камеры.

  

Современная криокамера позволяет достичь сверхнизких температур. Причем без использования жидкого азота (за счет чего может быть снижена цена на проведение криогенных испытаний). Система регуляции температурного режима позволяет установить любое значение температуры в диапазоне от - 20 до - 165 оС, в зависимости от конструктивных особенностей криогенных камер. Низкотемпературные камеры используются и для кратковременных, и для длительных испытаний материалов и сплавов. В частности исследуются свойства стали и сплавов на основе алюминия, никеля, титана, а также композиционные материалы, различные пластики и материалы-сверхпроводники. 

После низкотемпературных испытаний в некоторых материалах, особенно под нагрузкой, могут происходить внутренние структурные изменения. Из-за этого повышается вероятность внезапного разрушения изделий, даже если воздействие холодом носило кратковременный характер. А некоторые материалы, напротив, становятся более прочными и износоустойчивыми.

Доказано, что при воздействии низких температур прочность большинства металлов возрастает в 2-5 раз, прочность пластмасс увеличивается в 8 раз, а стекла – в 12 раз. Помимо прочности у металлов улучшаются режущие свойства. Например, ресурс модульных фрез из стали после криогенной обработки увеличился на 100%. Это показали результаты исследований, проводимых в России.  

Криогенные камеры также используют для последующего определения прочности металлов при растяжении и оценки влияния накопленных микроповреждений. 

 

Под воздействием низких температур структура материала становится более плотной, а значит, меняются и прочностные, и магнитные, и электрические характеристики. Совершенствование техники получения низких температур и опыт использования холодильных камер позволяют применять холод для улучшения качеств материалов и изделий.