Рутиловое покрытие электродов это: Покрытия электродов сварочных для ручной дуговой сварки: типы, состав, обозначения

Рутилово-основное (БР) покрытие сварочных электродов

Электроды МР востребованы у мастеров различной квалификации для сварки углеродистых и низколегированных сталей в ответственных…

Область применения Электроды Т-50 (J422 (старое наименование – J40.50) предназначены для сварки неповоротных стыков трубопроводов и других…

Описание Использование электродов ОЗЛ-19 обеспечивает получение качественного сварного соединения. Сварочный шов имеет повышенную…

Область применения Электроды ОЗЛ-9А используются для сварки конструкций из жаростойких сталей, работающих в окислительных средах при…

Область применения Электроды ОЗЛ-17У используются для сварки ответственного оборудования из коррозионностойких сталей, а также для.

Электроды АНВ-26 предназначены для сварки коррозионностойких хромоникелемолибденовых сталей аустенитного класса, работающих при…

Электроды АНВ-20 предназначены для сварки конструкций из сталей марки 03Х20Н16АГ6 и аналогичных, используемых в криогенном…

Электроды АНВ-2 применяются для сварки высокохромистых жаростойких и коррозионностойких сталей без требований по стойкости против…

Электроды ОЗС-28 предназначены для сварки ответственных конструкций из углеродистых низколегированных сталей с временным…

Рутиловые электроды для сварки – Где применять | Как использовать

На что обратить внимание при выборе электродов для сварки инвертором? Материал, толщина, производитель? Что еще? Один из важнейших параметров – покрытие (обмазка) электрода. Химический состав, нанесенный на металлический стержень, защищает сварочную ванну от негативного влияния окружающих газов и гарантирует получение шва с заранее известными свойствами.

• Основное
• Целлюлозное
• Кислотное
• Рутиловое
• Смешанные типы

Помимо перечисленных существуют электроды с другими видами обмазок (имеют маркировку П). Они пользуются меньшим спросом и реже применяются, чем вышеупомянутые.

Покрытия наделяют электроды уникальными свойствами. Каждый из видов обладает собственными преимуществами и недостатками, а также имеет определенные ограничения по применению. В этой статье поговорим про рутиловые электроды для сварки. Почему они востребованы профессионалами и часто рекомендуются начинающим сварщикам? Давайте начнем по порядку.

Рутиловые электроды – Состав | Характеристики | Маркировка

Конструкция электродов проста: внутри находится металлический стержень, снаружи – покрытие. Материал стержня и свариваемых деталей должен совпадать, чтобы гарантировано получить качественный сварной шов без дефектов.

• Двуокись титана
• Полевой шпат
• Ферромарганец
• Магнезит
• Декстрин

Это классический «рецепт» рутилового покрытия. Однако встречаются и смешанные типы обмазок:

• Рутилово-целлюлозные (РЦ) – дают возможность варить в любом положении, включая сварной шов (сверху-вниз)
• Рутилово-основные (РБ) – позволяют осуществлять сварку не ограничиваясь в положениях, отличаются легким удалением шлака и наделяют шов высокой вязкостью
• Рутилово-кислые (РA) – отличаются легкостью устранения шлака, имеющего пористую структуру

Какие рутиловые электроды выбрать? На сегодняшний день больше всего востребованы варианты с маркировкой Э42 и Э46. Каждый из них предлагает определенные показатели ударной вязкости и прочности сварочного шва, в зависимости от которых профессионалы выбирают тот или ной вариант расходного материала.

На упаковке электродов указано следующее:

Расшифруем полностью:

Убедились в том, что представлено немало полезной информации об электродах? А ведь такая маркировка имеется у каждого из производителей.

Где применяются рутиловые электроды

Химический состав наделяет электроды с рутиловым покрытием устойчивостью к высокой влажности. За счет этого сварщику гарантирована стабильность сварочной дуги даже в случае попадания воды в зону горения. Конечно же, это преимущество невозможно проигнорировать. Рутиловые электроды часто используются при ремонте трубопровода или других конструкций, которые находятся во влажной среде.

Немаловажной является возможность наплавлять толстый сварочный шов на металлическую поверхность. Это делает их востребованным среди мастеров, которые ремонтируют (восстанавливают) разнообразные детали и инструменты со стертой поверхностью.

Дополнительным бонуса от применения рутиловых электродов во время сварки инвертором идет минимальное разбрызгивание. Таким образом значительно экономится материал, что уменьшает расходы на выполнение сварочных работ. Это наверняка будет важно как для профессионала, так и новичка.

Почему продавцы рекомендуют рутиловые электроды

1. Универсальность – стабильная дуга в независимости от вида тока (постоянный/переменный).
2. Легкий розжиг дуги – отсутствие заминок повторном зажигании.
3. Малый коэффициент разбрызгивания.
4. Возможность работы с влажным материалом, поверхностью с небольшим коррозийным слоем или грунтовкой.
5. Отличный показатель ударной вязкости шва.
6. Устойчивость сварочного шва – после сварки рутиловым электродом полученный сварочный шов сохранит качество даже при длительных нагрузках.
7. Отсутствие вредоносных испарений.

Сравнение – рутиловое относительно других типов покрытий

Электрод с кислотным покрытием проигрывает рутиловому типу в стабильности сварочной дуги. При этом интенсивность сохраняется как в случае постоянного тока, так и переменного.

Основное покрытие проигрывает в легкости розжига и удобстве применения, ведь при использовании рутилового электрода нет необходимости в постоянной зачистке нагара, образовавшегося после некоторого времени. Такой вид идеален для создания коротких швов, не принося никаких неудобств во время работы.

В отличие от прочих разновидностей электродов при использовании рутиловой обмазки не требуется специальная подготовка поверхности. Работа с рутиловым покрытием гарантирует качественный и стойкий шов, на котором уж точно не будет трещин.

Дополнительным бонусом станет возможность быстрой зачистке поверхности шва. После работы не понадобится долгая шлифовка. Шлак легко отделится, экономя драгоценное время сварщика.

• Ограниченный диапазон металлов, которые можно сваривать данным электродом.
• Перед тем, как приступить к работе расходнику требуется просушка и прокалка.
• Обязательное внимание на номинальное напряжение – серьезное отклонение в большую сторону может привести к ухудшению свойств сварочного шва.

Подготовка перед сваркой (Прокалка электродов)

Как уже говорилось ранее, перед использованием рутилового электрода, обязательным этапом работы является его прокалка. Требования к этому процессу могут разниться. Обычно они указываются на упаковке. Самым распространенным является: прокалка не менее часа в печи при T=350С.

Существуют разновидности требующие температуры до 90С, но есть и такие, которые вовсе не требуют прокалки.

• При осмотре обнаружилось, что обмазка слишком сырая
• Электроды начали липнуть к металлу
• Расходные материалы хранились в ненадлежащих условиях в течение долгого времени

Стоит ли постоянно прокаливать электроды? Конечно же, нет. Существует даже рекомендация – прокаливать не более 3-х раз. Именно поэтому новичкам следует не спешить и прокаливать лишь столько электродов, сколько понадобится для выполнения текущих задач, а не всю коробку.

Что нужно для прокалки? Лучше всего прокалывать в термопинале или специальной печи. Существуют и другие варианты, которые используют разные домашние мастера, но мы не будем их упоминать в виду сложности и побочных эффектов.

Немного советов по применению рутиловых электродов

Обратите внимание на материал сердечника. Стержень должен соответствовать свариваемому металлу. Только так вы достигните максимального качества сварного шва.

Не забывайте о диаметре электродов. Показатель должен соответствовать толщине металла свариваемой конструкции с возможным небольшим отклонением (смотрите таблицу ниже). Отметим, что опытные сварщики могут использовать и более толстый или тонкий электрод, полагаясь на свой богатый опыт в работе.

Получите 10 самых читаемых статей + подарок!   

*

Подписаться

Рутиловые электроды, в чем их отличие от остальных

Электросварка получила большое распространение благодаря своей доступности и простоте процесса. Это простой и надежный способ соединения двух металлических деталей. Для сварочного процесса необходимы подходящие электроды, ведь от них во многом зависит качество сварочного шва. Неправильный выбор электрода может существенно повлиять на сварочный процесс. Существует огромное количество видов электродов. В зависимости от конкретной задачи все они отличаются друг от друга составом покрытия, материалом стержня и многим другим. В данной статье мы поговорим про рутиловые электроды.

Содержание статьи

Описание: преимущества и недостатки

Рутиловые электроды, как и многие другие, состоят из металлического сердечника и рутилового электродного покрытия. Они служат для ручной дуговой сварки, где применяется постоянный или переменный ток. Электроды с рутиловым покрытием отличаются от других тем, что в состав их покрытия входит природный минерал рутил. Этот минерал благоприятно влияет на образование сварочного шва, защищает сварочную ванну. Маркировка рутиловых электродов производится при помощи буквы «Р».

Электроды с рутиловым покрытием отличаются от других по следующим пунктам:

• засчет использования оксида титана (из которого получают минерал рутил) уменьшается вредное влияние на органы дыхания;
• зажигание дуги быстрее и легче;
• горение дуги стабильное;
• во время разбрызгивания теряется малое количество металла;
• шлак со сварочного шва удаляется легче и быстрее;
• рутиловое покрытие электродов эффективно защищает сварочную ванну от попадания в нее кислорода, что ведет к уменьшению образования пор;
• хорошая сопротивляемость швов разрыву и излому;
• сварку рутиловыми электродами можно проводить при работе в любых пространственных положениях.

Рутиловые стержни обеспечивают высокое качество сваривания даже в случае, когда на поверхности свариваемого металла присутствуют окалины и ржавчина. При изменении длины дуги все равно получается качественное соединение. Стабильное горение дуги обеспечивается даже при резких движениях. Покрытие в свою очередь препятствует разбрызгиванию, что является большим плюсом при сварке потолочных и вертикальных швов. В покрытие может добавляться железный порошок для увеличения массы навариваемого металла и предотвращения возникновения трещин. Стержни подходят для работы с низколегированными и малоуглеродистыми сталями.

Несмотря на перечисленные преимущества, данный вид стержней имеет и недостатки:

• перед работой необходимо производить такую подготовку, как просушка и прокалка;
• стержни подходят только для работы с низколегированными и малоуглеродистыми сталями;
• при прокалке, электродами можно пользоваться только через сутки;
• необходимо соблюдать точность режимов, иначе свойства электродов ухудшаются.

Применение электродов

Рутиловые стержни применяются при работе с трансформаторами, инверторами и генераторами. Популярны они по причине возможности работы с ними в любом пространственном положении. Данный вид стержней хорошо показывает себя при сварке труб, ремонте трубопроводов. Покрытие стержней данной марки позволяет работать даже в условиях повышенной влажности. Малое разбрызгивание металла позволяет наплавлять большую массу металла, чего не сделаешь другими марками электродов. Шов после работы покрыт чешуйчатым шлаком, который легко удаляется, что сокращает время обработки детали. Расплавленный металл глубоко проникает в швы, что позволяет получать крепкое соединение.

Химический состав

Электроды сварочные рутиловые в состав своего покрытия включают следующие элементы: рутил — 48%, полевой шпат — 30%, ферромарганец — 15%, магнезит — 15%, декстрин — 2%. Масса покрытия обычно в два раза ниже массы металлического стержня.

Некоторые марки рутиловых электродов

На сегодняшний день на рынке существует огромное количество марок электродов. Рутиловые не исключение. Далее представлены некоторые марки электродов данного типа.

Электроды мгм 50к

Стержни этой марки применяются для ручной дуговой сварки. Они обладают высокими сварочно-технологическими свойствами, что обеспечивает получение качественного прочного шва. Шлака получается мало, отделяется он легко. Стержни марки МГМ-50К можно использовать при работе с грязным и ржавым металлом, что не под силу многим другим видам электродов. Горение дуги мягкое, ровное.

Электроды марки aws e6013

Стержни данной марки служат для работы с низкоуглеродистой сталью на переменном и постоянном токе. Благодаря поддерживанию стабильного горения дуги обеспечивается хорошая технологичность процесса. Как и стержни марки мгм 50к, электроды типа aws e6013 можно использовать при работе в любых пространственных положениях. Шлак обладает довольно хорошей текучестью, что благоприятно влияет на защиту сварочной ванны от попадания в нее вредных включений и на простоту удаления шлака со шва.

Электроды с целлюлозным покрытием — плюсы, минусы и марки

Применение электродов с целлюлозным органическим покрытием сокращает выброс вредных веществ и значительно повышает производительность сварки. Подробности далее.

Применение электродов с целлюлозным покрытием значительно уменьшает вредные испарения по сравнению со стандартными. Обмазка состоит наполовину из целлюлозы с добавлением травяной муки, крахмала и других органических веществ. В качестве присадок добавляют тальк, силикаты, рутил. Ферромарганец используется в качестве раскислителя.

Рисунок 1 — Целлюлозные электроды

Целлюлозные электроды предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей средней и высокой легированности. Применяют их для трубопроводов, работающих в условиях высоких температур. Сварочно-технологические свойства позволяют варить швы в любом пространственном положении, в том числе и по вертикали сверху вниз. Образование корневого валика исключает необходимость обработки с обратной стороны.

Для целлюлозных покрытий важна температура прокалки. Она не должна превышать 120 ⁰C, в противном случае органические вещества обмазки начнут разлагаться. Находясь длительное время на влажном воздухе, целлюлоза впитывает воду, что ухудшает качество сварки.

Преимущества и недостатки покрытия

При горении целлюлозные электроды выделяют большой объем газов, включая оксид углерода. Сварочная ванна надежно защищена от контакта с воздухом. Электрическая дуга имеет слабоокисленную атмосферу, в которой восстанавливается кремний. Чтобы он не попал в шов и не образовал раковины, кремний раскисляют марганцевой рудой, вводят ее в качестве добавок в обмазку.

Положительные свойства и характеристики целлюлозных покрытий:

• сварка током переменным и постоянным;
• дуга легко загорается;
• высокая производительность, до 50 мм/мин;
• отсутствие вредных испарений;
• любое положение шва;
• шлак легко отделяется;
• не образуются непровары;
• корневой шов чистый;
• глубоко проплавляет свариваемый материал.

При сварке трубопроводов многослойным швом целлюлозные электроды применяются для наложения нижнего слоя для формирования корневого валика с обратной стороны.

Высоколегированные стали, особенно хромоникелевые с низким содержанием углерода, варят после прогрева места стыка до 200 ⁰C, чтобы избежать холодных трещин.

• сильное разбрызгивание, теряется до 15 % металла;
• повышенное количество кислорода в металле шва;
• образование подрезов;
• шов образуется крупночешуйчатый;
• при малой скорости сварки образуются прожоги и перегрев.

Сварка целлюлозными электродами отличается сильным треском, характеризующим разбрызгивание.

Рисунок 2 — Разбрызгивание при сварке с целлюлозным покрытием

Концентрация целлюлозы в обмазке высокая. Температура прокаливания не должна превышать 120 ⁰C, лучше использовать более низкую – 110 ⁰C. Влага плохо испаряется. Не допустить намокания обмазки можно только при правильном хранении электродов. Их складируют в сухом помещении с относительной влажностью воздуха менее 50 % и температурой выше +15 ⁰C. Не допускается резкий перепад температуры. После прокаливания электроды, имеющие целлюлозное покрытие, хранят в сушильных шкафах при 80 ⁰C. Для транспортировки используют термопеналы.

Марки электродов с целлюлозным покрытием

Электроды с целлюлозным покрытием, изготавливаемые по ГОСТ 9466-75, в маркировке имеют букву Ц (целлюлоза).

Широко применяются марки ЦЦ-1, ВСЦ-2, ВСЦ-60, ВСЦ-4А.

Для сварки трубопроводов из низкоуглеродистых среднелегированных сталей используют ЦЛ-17, ЦЛ-26М, ЦЛ-27А, ЦЛ-36.

Для сварки труб паронагревателей и котлов подходят ЦЛ-32, ЦЛ-41.

Просьба к сварщикам, работающим с электродами, имеющими целлюлозное покрытие, поделиться своим опытом в комментариях.

Обычные рутиловые электроды: что это такое

В промышленности большое распространение получила электро- и газовая сварка. Каждый вид обладает конкретными преимуществами, но имеет и некоторые отрицательные качества. Для сварочного процесса используются разные расходные материалы. Рутиловые электроды – не исключение.

Рутиловые электроды обычно применяются при ручной дуговой сварке и наплавке.

Особенности материала

Технологический процесс сварки не может происходить без сварочного электрода. Для каждого вида сварки разработан определенный вид электродов.

Сам сварочный электрод сделан из двух частей. Это его сердцевина и соответствующее покрытие. Сердцевина делается из металла и покрывается особым порошком, который наносится равномерно. Состав покрытия во многом влияет на качественные показатели сварочного процесса, от него зависит, какой материал можно сваривать данным электродом.

Преимуществами рутиловых электродов являются: способность легко зажигаться, создавать дугу и склонность к созданию пор.

В последнее время большую популярность у сварщиков имеет электрод с особым покрытием, называемым рутилом. Что такое рутиловые электроды? В основном покрытие сделано из оксида титана и обладает большими преимуществами в сравнении с другими. Это связано с несколькими причинами.

Прежде всего, покрытие не выделяет токсичных газов. Это очень важно, так как это напрямую связано со здоровьем рабочего. Такие электроды дают возможность серьезно сократить время сварочного процесса. Материалы, имеющие рутиловое покрытие, можно применять для проведения работ в вертикальной плоскости.

При сварке различных видов стали требуется учитывать уровень технологических показателей электродов:

• сварка в пространстве;
• род сварочного тока;
• производительность;
• возможность появления пор;
• наличие водорода;
• появление трещин.

Рутиловые электроды не стоит использовать в работе при слишком высоких температурах.

Все указанные выше характеристики обязательно нужно учитывать, когда делается выбор марки электрода. Это сильно зависит от используемого покрытия. Они могут быть:

• целлюлозными;
• кислыми;
• смешанными;
• рутиловыми.

Рассмотрим сварочные электроды, которые имеют рутиловое покрытие. Основой такого покрытия является рутиловый концентрат, которого больше 50%. Шов, который получается после сварочных работ рутиловым электродом, состоит из низкоуглеродистой стали. Полученный металлический шов имеет высокую стойкость к возникновению трещин, если проводить сравнение с подобными электродами, оснащенными кислым покрытием.

Главные параметры сварочного шва, полученного рутиловыми электродами, напоминают сварку, проводимую электродами марки Э42. Этот вид наделен малой чувствительностью к возникновению пор, когда происходит изменение величины длины дуги. Электроды не обладают чувствительностью, когда проводится сварка водянистой поверхности или требуется сварить кислую поверхность.

Вернуться к оглавлению

Положительные качества рутиловых электродов

Если сравнивать их с аналогичными видами, то можно выделить различные положительные качества:

1. Газовые выделения нетоксичны. Наносят минимальный вред здоровью сварщика.
2. При работе переменным током поддерживается стабильное и сильное горение дуги.
3. В случае разбрызгивания наблюдаются небольшие потери металла.
4. Без труда отделяется шлаковая корка.
5. Качественное формирование шва.

В состав рутиловых электродов входят алюмосиликаты, карбонаты и минерал рутил.

Когда покрытие имеет много карбонатов, увеличивается щелочность шлака. В результате наплавленный металл получает малое количество кремния, обнаруживается низкое содержание кислорода. Происходит увеличение показателей ударной вязкости, увеличивается стойкость металла, сводится к нулю образование трещин.

В случае большой влажности покрытий наблюдается малое количество водорода в металлическом шве, практически минимизируется образование пор.

За счет присутствия TiO2 в электродах, имеющих рутиловое покрытие, они способны с легкостью повторно зажечь дугу. Причем этот процесс не требует удаления пленки с кратера электрода, так как при большом количестве TiO2 он имеет свойства полупроводниковой проводимости. Он способен зажечь дугу, не входя в соприкосновение своим стержнем со свариваемым металлом. Такое положительно качество рутилового покрытия позволяет выполнять работу короткими швами, при которой приходится очень часто прерывать горение дуги.

Чтобы проводить сварочные работы, можно использовать только рутиловые качественные электроды, которые прошли сушку более 24 часов. Если они были прокалены при большой температуре, возможно появление пор. Их появление может быть связано с увеличением силы тока, когда выполняется сварка тавровыми швами, когда варится тонкий металл и требуется использование электродов большого размера.

Когда проводится сварка стали, имеющей окалину, такие электроды не образуют поры. Они наделены высокой стойкостью в случае образования трещин, если сравнивать их с аналогичными электродами, отличающимися кислым покрытием.

Схема электрода.

В основном данный тип имеет технологические показатели, которые намного лучше показателей электродов, имеющих другое покрытие. Использование рутила обеспечивает великолепное постоянство работы дуги, когда проводится сварка постоянным электрическим током.

Электроды отличает низкий показатель разбрызгивания, простота отделяемости шлаковых образований. Этот вид считается самым лучшим для проведения сварочных работ на потолке, а также в вертикальной плоскости. Такая простота возникает вследствие того, что этот тип покрытия во время плавления начинает образовывать соединения титана, которые мгновенно появляются на поверхности, выплывая из расплавленной ванны.

Кроме того, такие титановые покрытия сильно увеличивают вязкость шлака, особенно в моменты понижения температуры. Эти шлаки получили название «короткие».

Технологические свойства рутиловых электродов:

• простота зажигания дуги;
• минимальное образование пор в момент розжига;
• высокая сопротивляемость усталостным характеристикам сварочных соединений.

Благодаря высокому содержанию металлического порошка в рутиловых покрытиях происходит уменьшение количества углерода в сварочном шве, сера распределяется более однородно.

https://youtu.be/dlS8VKAGMOk

Вернуться к оглавлению

Состав и технологические характеристики

Подобные электроды изготавливаются из разных типов сварочной проволоки, чаще всего производители используют марку СВ-08А. Данную проволоку покрывают твердым флюсом, состоящим в основном из натуральной двуокиси титана (рутиловый естественный минерал).

Флюс имеет в своем составе газозащитную составляющую, сделанную из органики.

Поэтому данный тип используется только после просушки. Влажное покрытие не в состоянии справиться с возникновением наводороживания шва.

Стандартом регламентируются размеры и форма этих электродов. Маркировка изделий должна иметь обозначение «Р», сообщающее марку флюса. Ориентируясь на эту букву, можно легко найти рутиловые изделия и не перепутать с другими разновидностями продукции.

Вернуться к оглавлению

Немного о применении

Функции электродного покрытия.

Основным назначением считается дуговая сварка различных типов стали, проводимая вручную. Такими электродами вполне доступно проводить на поверхности деталей наплавку металла.

Проводятся сварочные работы с любыми типами малоуглеродистых сталей. Не стоит пользоваться рутиловыми электродами, когда требуется сварить приспособления, которые будут эксплуатироваться при высоких температурах.

Вернуться к оглавлению

Основные режимы и их нюансы

Электроды, имеющие рутиловый флюс, могут работать совместно с любым видом электродуговых сварочных агрегатов. Величина сварочного тока соответствует стандартным показателям.

Данные электроды не имеют никаких ограничений, касающихся типа шва. Такими деталями можно получать потолочные швы, с успехом проводятся сварочные работы в вертикальной плоскости. Соединения делаются встык, применяется способ соединения внахлест. Для работы с таким типом электродов не требуется специальная подготовка торцов. Известно, что они прекрасно варят поверхности, покрытые краской.

Отменное качество наблюдается при угловой или стыковочной сварке. Благодаря рутиловому покрытию стало возможно получить высочайшее качество шва, когда проводятся стыковочные работы основного металла и материала после наплавления. В данном случае появление остаточных напряжений практически минимально.

https://youtu.be/7vjDO-iSb4Q

Несколько сложнее выполнять сварочные работы такими электродами, когда требуется провести тавровую стыковку, а детали должны иметь солидный зазор между торцами.

Для такого случая требуется использовать электроды большого размера с толстым покрывающим слоем. Подобный присадочный материал всегда вызывает сложности. Приходится увеличивать сварочный ток, а это ведет к увеличению риска получения пористого шва.

марки, сфера применения, описание и преимущества

Одно из необходимых условий для получения хорошего результата при сварочном процессе — это правильный выбор электродов. Многие их характеристики зависят от покрытия металлического стержня. Среди огромного выбора имеющихся электродов почетное место занимают электроды с рутиловым покрытием, обладающие большими преимуществами.

Сфера применения

Электроды сварочные рутиловые благодаря своим характеристикам находят применение при монтаже и ремонте таких конструкций, как газовые магистрали, водяные коллекторы, нефтепроводы. Их применение оправдано при работе с малоуглеродистыми видами стали, а также низколегированными. Их использование при эксплуатации с повышенными температурами является нежелательным.

Сварка рутиловыми электродами может осуществляться при постоянном и переменном токе. Они используются при дуговой сварке ручным способом. Имеется возможность сварки изделий с грунтовым покрытием.

Описание

Рутиловые электроды имеют обмазку внутренних стержней, главной составляющей которой служит рутил, являющийся природным минералом. Этот минерал оказывает благотворное влияние на получение качественного шва, оказывает защиту сварочной ванны во время соединения деталей. Помимо этого обмазка содержит железный порошок.

Большим достоинством рутилового покрытия является его безопасность, поскольку при плавлении выделяется небольшое количество вредных веществ, которые может при работе вдыхать сварщик.

Рутиловое покрытие электродов это обмазка, которая наносится на металлические стержни, представляющие собой сварочную проволоку марки СВ-08. Состав рутила в обмазке достигает почти половину состава. Четверть доли занимает полевой шпат.

Маркировка

Рутиловые электроды имеют маркировку, которая в обязательном порядке имеют букву «Р», что собственно и означает первую букву названия. Когда осуществляется выпуск этих расходников зарубежными фирмами, то эта буква обозначается, как «R». Если присутствует буква «Ц», то это означает, что в состав обмазки входит целлюлоза.

После этой буквы находятся две цифры. Первая из них указывает на то, в каких положениях в пространстве можно осуществлять сварку этими видами электродов. Большинство марок этого вида электродов позволяет производить сворку во всех положениях в пространстве. Вторая цифра указывает вид тока, постоянного или переменного, и какую при этом следует выставлять полярность.

Каждому диаметру соответствует своя толщина покрытия, что отражается на маркировке электродов. Тонкие обозначаются буквой «М», средние буквой «С», толстые буквой «Д». При наличии особо толстых покрытий используется буква «Г». Толщина покрытия качественных рутиловых электродов находится в диапазоне 0,5-2,5 миллиметра. Это позволяет выдерживать большие нагрузки. У тонких электродов толщина покрытия составляет 0,1-0,3 миллиметра, что обеспечивает ровное и стабильное горение дуги.

Рутиловые электроды каждой марки имеют обозначение на упаковке, в которой они поставляются потребителям, что дает нужную информацию при их выборе.

Имеющиеся преимущества

Марки электродов с рутиловым покрытием обладают важными достоинствами:

1. Стабильность горения дуги и ее легкий розжиг, в том числе повторный.
2. Возможность работы не только с постоянным током, но и с переменным.
3. Легкое удаление шлака.
4. Стойкость шва к появлению трещин.
5. Возможность соединять детали, покрытые небольшим слоем грунтовки и при наличии коррозии.
6. Возможность сваривать короткими швами наподобие прихваток.
7. Удобность применения.
8. Формирование шва, обладающего высоким значением ударной вязкости, что обеспечивается повышенным значением щелочности шлаковой корки.
9. Стойкость сваренного шва и высокий показатель усталостной прочности.
10. Минимальное значение разбрызгивания металла при сварке.
11. Возможна работа при повышенной влажности, что позволяет принимать участие при ремонте и прокладке водопроводов.
12. Сохранение своих качеств при переменных нагрузках.
13. Получаемый шов обладает стойкостью к разрывам и изломам.
14. Отсутствие образования пор.
15. Низкий коэффициент разбрызгивания раскаленного металла.
16. Высокая производительность сварочного процесса.

К преимуществам относится возможность повторного использования рутиловых электродов, поскольку нет необходимости счищать образовавшийся на кончике металлического стержня нагар. При сварке короткими стежками можно не удалять каждый раз пленку с кратера, поскольку рутил сам является полупроводником.

К недостаткам относится то, что высокоуглеродистая сталь — это то, для чего рутиловые электроды применяться не могут. Присутствует необходимость постоянно следить за показаниями тока, поскольку его резкое повышение приведет к ухудшению качества шва.

Марки рутиловых электродов

Благодаря достоинствам, присущим электродам с рутиловым покрытием, их выпуском занимаются многие известные производители. Наибольшее распространение имеют электроды, выпускаемые отечественными производителями, поскольку они дешевле, а по качеству не уступают зарубежным образцам.

Расфасовка электродов производится в упаковки различного веса, от одного килограмма пяти, что позволяет приобретать их в зависимости от объема предстоящей работы. Диаметр варьируется в пределах от двух до шести миллиметров, а длина, соответственно, 300-450 миллиметров.

Электроды МГМ

Различие марок заключается химическим составом обмазки и областью применения. Одними из наиболее распространенных расходных элементов этого типа являются электроды МГМ, которые являются аналогами выпускаемых в Швейцарии электродов «ОВЕКОРД-С», изготавливаемых фирмой «ОЭРЛИКОН».

Электроды МГМ 50К соответствуют требованиям ГОСТа 9467. Особых навыков при работе с ними не требуется, это с легкостью могут освоить и новички. У этого вида расходных элементов имеется много достоинством, что обеспечивает рутиловое покрытие электродов. Однако, главным преимуществом является возможность осуществлять сварку под водой.

Образующиеся газы способствуют выталкиванию воды из рабочей зоны. Газовый пузырь, оттесняющий воду, обеспечивает создания приемлемых условий для сварки под водой. Это позволяет применять эти электроды при ремонте нижней части мостов, кораблей, находящихся под давлением трубопроводов и подводных коммуникаций.

Неоценимой возможностью сварки под водой является ситуация, когда повреждение трубопровода должно быть ликвидировано в аварийном порядке. При возникновении прорывов и утечек вследствие износа сетей водоснабжения возникает проблема быстрого устранения проблемы, чтобы у потребителей не возникали длительные неудобства.

Также такие электроды могут применяться при соединении ответственных конструкций. Однако, при этом должен быть соблюден режим предварительного просушивания в течение одного часа. Если его не соблюдать, шов может получиться хрупким. В химическом составе наплавленного металла наибольшее место занимает кремний. Основные характеристики этих видов электродов указаны в таблице.

Необходимо учитывать зависимость выставляемого тока от положения в пространстве. Движение электродов при сварке сверху в нижнее положение является нежелательным. Электроды этой марки могут применяться в том случае, когда имеются повышенные требования к характеристикам шва в области пластичности и ударной вязкости. Они могут использоваться при низких температурах.

МГМ 50К с диаметром три миллиметра могут применяться для заварки сквозного повреждения небольшого диаметра. Для этого вокруг повреждения наплавляют валик, который при постепенном передвижении ведет к центру. Подобным образом могут завариваться и повреждения, имеющие протяженный вид. Ремонт может осуществляться и методом наложения заплаты из такого же материала, как и основной металл изделия.

Электроды AWS Е6013

Существует американский стандарт «AWS», выполняющий функции, аналогичные нашим ГОСТам. Многие мировые производители электродов используют его, как основу для удовлетворения имеющихся там требований.

Электроды AWS Е6013 обладают комбинированным видом покрытия — рутилово-целлюлозным. Его высокие технологические качества позволяют осуществлять сварку во всех положениях, включая движение электрода сверху вниз.

Интересное видео

Наночастицы рутила и анатаза TiO2 и их применение

• Популярные товары
• Углеродные нанотрубки
  • Все углеродные нанотрубки
  • Волокна углеродных нанотрубок
  • Губки с углеродными нанотрубками
  • Дисперсии УНТ
    • Все дисперсии УНТ
    • Все дисперсии углеродных нанотрубок
  • УНТ с двойными стенками
  • Однослойные УНТ
    • Все однослойные УНТ
    • SWCNT,> 65%
    • SWCNT,> 92%
    • SWCNT,> 95%
    • SWCNT,> 96%
    • SWCNT,> 65%, -COOH
    • SWCNT,> 92%, -COOH
    • SWCNT,> 65%, -ОН
    • SWCNT,> 92%, -ОН
  • Графитированные многостенные УНТ
  • Многостенные УНТ короткой длины
  • Многостенные УНТ
    • Все многостенные УНТ
    • MWCNT,> 92%
    • MWCNT,> 95%
    • MWCNT,> 96%
    • Согласованные MWCNT,> 96%
    • MWCNT,> 90%, -COOH
    • MWCNT,> 92%, -COOH
    • MWCNT,> 96%, -COOH
    • MWCNT,> 92%, -ОН
    • MWCNT,> 96%, -ОН
    • MWCNT,> 96%, -Ni
    • MWCNT,> 99%, -Ni
    • Промышленные MWCNT
    • Углеродные нановолокна
• Графен
• Наночастицы
• Микрочастицы
• Фуллерен
• Кремниевые и полупроводниковые пластины
• Дисперсии
• Аккумуляторное оборудование
• Редкоземельные материалы
• Мишени для распыления
  • Все мишени для распыления
  • Названия мишеней для распыления A — C

Соединительные призмы с рутилом (TiO2) и их применение

Del Mar Photonics — Информационный бюллетень

Соединительные призмы с рутилом (TiO2) и их применение — купить онлайн — скачать брошюру

Del Mar Photonics предлагает оптические элементы, изготовленные из высококачественного синтетического материала. выращены кристаллы рутилового диоксида титана.Рутил сильное двулучепреломление, широкое диапазон передачи и хорошие механические свойства делают его пригодным для изготовление поляризационных кубов, призм и оптических изоляторов. Буль с высокое оптическое пропускание и однородность выращиваются собственным методом. Типичные були имеют диаметр 10-15 мм. и длиной до 25 мм. Оптические элементы размеры — от 2 х 2 х 1 мм до 12,7 х 12,7 х 12,7 мм. Качество лазерной полировки доступен для готовых элементов. Пока мы самые большие элементы, которые мы изготовлены 12 x 15 x 5 мм, в котором оптическая ось параллельна краю 15 мм, 5 мм — вдоль путь луча, 12 x 15 мм, грани полированные 20/10 S / D, плоскостность по одной волне, параллельность <3 угл.мин. (лучшие характеристики доступны по запросу).

Описание исследования рутиловой соединительной призмы

Это описание даст краткое представление о наших исследованиях в Институт световых технологий Университета Карлсруэ (TH), Германия.Один из область наших исследований — разработка органических полупроводниковые тонкопленочные лазеры. Из-за сложного поведения этих лазеров необходимы многочисленные электрические и оптические характеристики. Один из многих Важными оптическими свойствами этих органических полупроводниковых лазерных структур являются коэффициент затухания многослойного волновода, который должен быть тщательно оптимизирован для снижения потерь в волноводе 1. Первый шаг в процесс оптимизации — это численное моделирование ожидаемого волновода. дизайн.Затем оптимизированная структура образца изготовлена ​​и охарактеризована в наша установка для измерения затухания. Это измерение выполняется следующим образом:
На волновод прижимается рутиловая призма связи. Затем лазерный луч соединены с призмой так, что полное отражение происходит внутри призмы на интерфейс к волноводу. Вблизи волновода перекрывающиеся падающий и отраженный луч генерируют стоячую волну. Мимолетное поле эта стоячая волна проникает в волновод.

Полевая муфта Evanescent

Под определенным углом и при выполнении условий фазового согласования Эванесцентное поле стимулирует моду, управляемую волноводом. Фаза условие совпадения может быть достигнуто только тогда, когда показатель преломления призмы равен не меньше, чем эффективный показатель преломления волновода. Должен благодаря высокому показателю преломления рутил является идеальным материалом для использования в качестве муфты призма в такой установке для измерения затухания в волноводе с призматическим ответвителем.

Ввод пучка в волновод

Небольшая часть направленного света рассеивается из волновода. В Предполагается, что интенсивность этого рассеянного света пропорциональна интенсивности направленного света. Таким образом, распределение интенсивности внутри волновода вдоль направление распространения можно напрямую определить путем измерения интенсивность рассеянного света.

Полоса, вызванная рассеянием внутри волновода

Распределение интенсивности регистрируется охлаждаемой ПЗС-камерой с компьютерным управлением. Наконец, коэффициент затухания извлекается из измеренных данных.

Распределение интенсивности, измеренное с помощью ПЗС-камеры

На следующих двух рисунках показана установка, которая использовалась для измерений.

Схема установки

Фотография установки

Кроме того, с помощью нашей установки можно измерять показатель преломления и толщина волноводов, поддерживающих минимум две направленные моды.Эти параметры могут быть извлечены из зависимости между углом сцепления и эффективный показатель преломления.

Ключевые слова: призма, связь, тонкопленочный волновод, потери в волноводе, рассеяние, Эффективный показатель преломления, Органические полупроводниковые лазеры, Полимер, Маленький молекула, Evanescent field, CCD-камера, угол связи

1 M. Reufer, J. Feldmann, P. Rudati, A. Ruhl, D. Müller, K. Meerholz, C. Karnutsch, M. Gerken, U. Lemmer, Appl. Phys. Lett. 86, 221102 (2005).

Del Mar Photonics — Призмы рутила от интернет-магазина — Свойства рутила (включая показатель преломления)

Примеры исследований, проведенных или предложенных к проведению с использованием рутиловые муфтовые призмы — запросить предложение

Нелинейная оптика в модовых резонаторах шепчущей галереи

Ирина Новикова, Мэтт Саймонс и Дэвид Гриббин, Колледж Уильям и Мэри

Надежная и эффективная генерация электромагнитного поля с неклассическая статистика, такая как «сжатый» свет или однофотонный волновые пакеты, важны для ряда приложений из-за сокращенных измерений неопределенность новых безопасных протоколов квантовой информации.Нелинейные процессы в оптические кристаллы, такие как генерация второй гармоники и спонтанные параметрические с понижением конверсии, в настоящее время являются лучшими и наиболее распространенными способами производства неклассический свет. Однако традиционные экспериментальные схемы с объемной нелинейные кристаллы довольно сложны и обычно требуют мощных лазеров и качественные оптические резонаторы.
Наша исследовательская группа изучает возможности использования кристаллов с высоким качеством резонаторы моды шепчущей галереи (WGMRs) для достижения низкопороговой нелинейной преобразование частоты.Такие полости поддерживают режимы движения света по окружность полированного диска (или сферы) через всю внутреннюю отражение (TIR). Поскольку настоящее зеркало не используется, исключительно высокое качество факторы могут быть достигнуты в WGMR. Теоретически время жизни фотона внутри полость ограничена рассеянием на примесях. Этот предел зависит от кристалл, но обычно добротность колеблется от 109 в LiNbO3 до более 1013 в CaF2. Более реалистично, добротность микрорезонатора ограничена качество полировки поверхности.Эффективный ввод лазерного излучения в WGM в кристаллическом диске возможен за счет нарушенного полного внутреннего отражение в призме связи, как показано на рисунке 1. Если обод диска достаточно близко к отражающей поверхности призмы, исчезающие туннели волны через щель, и этот свет возбуждает одну или несколько WGM. Очень важно, чтобы показатель преломления призмы выше, чем у диска, и тем самым достигается оптическая связь под критическим углом.Рутил с его высокий показатель преломления делает материал идеальным для связи с большинством нелинейных кристаллы.

Коэффициент качества — это показатель срока службы энергии, хранящейся в Полость — чем больше срок службы, тем больше энергии может накапливаться в полости. Для резонатора с очень высокой добротностью даже низкая интенсивность входящего света может превратиться в очень интенсивное поле в резонаторе. Например, резонатор WGM с добротностью 1010 будет поддерживать фотон в течение миллисекунды (10-3 с), а это значительно выше, чем время приема-передачи (обычно в наносекундном масштабе).В нашем экспериментов мы достигли коэффициента качества 107, как показано на рисунке 2.
Значительно более высокие значения будут достигнуты при улучшенной полировке. Так долго Срок службы резонатора в сочетании с малым объемом моды делает кристаллический WGMR привлекательно для приложений квантовой оптики. В частности, нас интересуют в наблюдении узкополосной низкопороговой генерации второй гармоники как первой шаг к генерации объявленных одиночных фотонов. Наша конечная цель — производить высококачественные диски WGM, которые преобразуют лазерный свет на 795 нм в 397 нм и наоборот, поскольку 795 нм — это длина волны спектральной линии D1 в рубидии.Такой неклассический свет будет органически интегрирован с атомным квантом. память и медленный свет эксперименты, проведенные нашим группа. Однако, как На первом этапе мы практикуем полировку дисков LiNbO3 и наблюдаем нелинейные преобразование излучения лазера накачки 1064 нм во вторую гармонику 532 нм, как показано на Рисунок 3. Эффективное преобразование частоты может быть достигнуто, поскольку некритичные синхронизация (т.е. согласование показателей преломления для основных и удвоенные оптические частоты) возможно за счет настройки температуры нелинейный материал.Поля накачки и генерируемые поля ортогонально поляризованы, и, таким образом, призма дихроичного рутила дает дополнительное преимущество для разделения их, поскольку они выходят из диска WGM под значительно разными углами.

(pdf)

Новости и обновления продукта — Учебные семинары — Рекомендуемый клиент — Другие новости

  Терагерцовые системы, установки и компоненты
  Новые полосовые и длиннопроходные оптические ТГц фильтры на основе пористого кремния и металлических сеток.Полосовые фильтры с центральной длиной волны от 30 ТГц до диапазона ГГц и пропусканием до 80% или лучше. Стандартные конструкции
с чистым диаметром апертуры от 12,5 до 37,5 мм.
Длиннопроходные фильтры со стандартной длиной волны режущей кромки от 60 ТГц до диапазона ГГц. Максимальная передача до 80% или
лучше, стандартные конструкции диаметром 19,0 и 25,4 мм.
Отличные термические (от криогенных до 600 К) и механические свойства
  ТГц продукции: 
Комплект ТГц спектрометра с антенной
Настройка передачи ТГц
ТГц спектрометр во временной области Pacifica fs1060pca
ТГц спектрометр во временной области Pacifica fs780pca
Детекторы ТГц: ячейка Голея и пироэлектрические детекторы LiTaO3
PCA - Фотопроводящая антенна как ТГц фотомиксер
Спектрометр Pacifica THz во временной области - Trestles Pacifica
Голографический спектрометр с преобразованием Фурье для ТГц диапазона
Система многопроходного усилителя Wedge TiSapphire - генерация терагерцовых импульсов
Мобильная терагерцовая спектроскопическая радиолокационная система для обнаружения скрытых взрывчатых веществ
Полосовые фильтры с центральной длиной волны от 30 ТГц до диапазона ГГц
Длиннопроходные фильтры со стандартной длиной волны режущей кромки от 60 ТГц до диапазона ГГц
Генерация ТГц излучения с использованием ниобата лития
Кристаллы терагерцового диапазона (ТГц): ZnTe, GaAs, GaP, LiNbO3 - Wedge ZnTe 

Учебные мастерские

Рекомендуемый клиент

Другие новости

Встреча Оптического общества Южной Калифорнии в UCSD OSSC 2011-04-27
Лазер Nd: YAG заказан Леоновским университетом, UANL, Мексика
Многопроходный усилитель Wedge 50 с накачкой лазером DPSS Darwin-527-30-M заказано клиентом из Гонконга
Новый Trestles Lh20-fs / CW фемтосекундный + CW лазер готов к отправке на Калифорнийский университет в Санта-Крус,
Фемтосекундные эстакады Ti: Сапфировый лазер доставлен в штат Северная Каролина Вуз
Компания Del Mar Photonics спонсирует IONS (Международная студенческая сеть OSA) конференция IONS-NA-2 в Тусоне, Аризона, ИОНС-НА-2 сайт
Лучший разговор и лучший награждение плакатов на конференции «ИОНС-Москва 2010» при поддержке Del Mar Photonics
Watch Del Mar Photonics ролики!
Del Mar Photonics теперь в Твиттере!

Компоненты Del Mar Photonics, представленные

Del Mar Photonics постоянно расширяет свои компоненты портфолио.

Del Mar Photonics, Inc.
4119 Twilight Ridge
Сан-Диего, Калифорния 92130
тел: (858) 876-3133
факс: (858) 630-2376
Skype: delmarphotonics
sales @ dmphotonics.com

Получение и характеризация наноструктурированных тонких пленок TiO2 гидротермальными методами и методами анодирования

3.1. Получение и характеристика тонкой пленки TiO ₂ гидротермальным методом

В этом разделе обсуждается влияние температуры реакции, объема HCl и н-бутоксида титана (TNB) на структурные свойства пленок TiO ₂ . Здесь объем н-бутоксида титана (TNB = 1 мл) фиксируется, а объем деионизированной воды (45-30 мл) и HCl (15-23 мл) варьируется.Время реакции и температура фиксированы на 17 ч и 160 ° C соответственно.

Рис. 1.

Рентгенограммы пленок TiO2, полученных с использованием различного объема HCl. (а) НТ-1 [HCl = 15 мл; DI = 45 мл], (b) НТ-2 [HCl = 20 мл; DI = 40 мл], (c) НТ-3 [HCl = 23 мл; DI = 30 мл] и (d) H.T-4 [H.T-2, отожженный при 450 ° C в течение 30 мин]. Здесь TNB (1 мл), время реакции (17 ч) и температура реакции (160 °) поддерживались постоянными.

Рис. 2.

СЭМ-изображения пленок TiO2, приготовленных с использованием TNB 1 мл, HCl 15 мл, DI 45 мл, время реакции 17 ч и температуре реакции 160 ° C.

На рис. 1 показаны рентгенограммы пленок TiO ₂ , полученных с использованием различных объемов HCl. Очень сильный пик рутила наблюдается при 2θ 27,37 °, относящемся к плоскости (110) (см. Рисунок 1). Другие пики рутила наблюдаются при 2θ 36,10 ° (101), 39,16 ° (200), 41,26 ° (111), 44,01 ° (210), 54,36 ° (211), 56,59 ° (220), 62,92 ° (002), 64,10 ° (310) и 68,91 ° (301). Интенсивность пика (110) увеличивается при увеличении объема HCl с 15 до 23 мл. Положения всех дифракционных пиков соответствуют рутилу TiO ₂ и хорошо совпадают с заявленным значением [6].Однако слабый пик анатаза наблюдается при 2θ 25,46 °, относящемся к плоскости (101). Образец TiO ₂ (H.T-2) отжигают на воздухе при 450 ° C в течение 30 минут, и рентгенограмма отожженного образца TiO ₂ показана на рисунке 1 (d). Положение этих дифракционных пиков такое же, как на рисунке 1 (b). Однако относительная интенсивность этих дифракционных пиков увеличивается после отжига при 450 ° C. Этот результат показывает, что увеличение объема HCl усиливает рост пленок вдоль направления (110).Этот результат хорошо согласуется с предыдущим результатом Wu et al. [7]. Между тем, наностержни TiO ₂ не росли на поверхности подложки при увеличении объема HCl с 23 до 30 мл или уменьшении с 15 до 10 мл. Эти данные для 10 и 30 мл не показаны на фиг.1. Это объясняется тем, что умеренный гидролиз н-бутоксида титана (TNB) важен для роста ориентированных на рост наностержней TiO ₂ .

Рисунок 3.

СЭМ-изображения пленок TiO2 (H.Т-2), приготовленный с использованием 1 мл TNB, 20 мл HCl и 40 мл DI.

На рис. 2 показаны СЭМ-изображения пленок TiO ₂ , полученных на стеклянных подложках, покрытых ITO с TNB 1 мл, HCl 15 мл и DI 45 мл. Общая морфология указывает на существование множества однородных одуванчиков-подобных наноструктур TiO ₂ с диаметрами в диапазоне 4-6 мкм. Выбранная область СЭМ-изображений с большим увеличением [вверху (рис. 2B) и вид сбоку (рис. 2C)] показывает, что каждая подобная одуванчику наноструктура состоит из упорядоченных нанопроволок со средним диаметром 17 нм.Подобная нанопроволочная поверхность TiO ₂ наблюдалась Feng et al. [1]. Это объясняется тем, что если нет соответствия решеток между пленкой TiO ₂ и подложкой, TiO ₂ сначала зарождается в виде островков, а затем нанопроволоки растут из этих островков, образуя морфологии, подобные одуванчику (см. Рис. 2d). СЭМ-изображения предварительно приготовленных пленок TiO ₂ показаны на рис. 3, которые были получены добавлением 20 мл HCl в реакционный раствор. При малых и больших увеличениях (рис.3A и B), вся поверхность состоит из цветочных структур, которые состоят из наностержней и пучков наностержней (см. Рис. 3C). Размер наностержня находится в диапазоне ~ 150-200 нм (рис. 3D). Затем свежеприготовленный образец отжигают при 450 ° C в течение 30 минут, чтобы проверить надежность морфологии массивов наностержней TiO ₂ . СЭМ-изображения с малым и большим увеличением отожженных пленок TiO ₂ показаны на рис. 4A и B соответственно. При отжиге при 450 ° C массив наностержней не изменяется, но размер пучков наностержней и наностержней увеличивается после отжига при 450 ° C (см.рис.4С). После отжига размер наностержня находится в диапазоне 200-300 нм (рис. 4D). Очевидно, что преобразование наноструктуры из нанопроволок в наностержни осуществляется за счет увеличения объема HCl в растворе для синтеза. Наностержни TiO ₂ не росли на стеклянных подложках. Похоже, что зарождению и росту кристаллов может способствовать ITO.

Рис. 4.

СЭМ-изображения пленок TiO2 (H.T-2), отожженных при 450 ° C в течение 30 мин.

На рис. 5 показаны зависимости плотности от напряжения фототока для ДСК на основе нанопроволоки, наностержней и пленок P25 TiO ₂ .Фотоэлектрические параметры приведены в таблице 1. Плотность тока короткого замыкания и коэффициент заполнения ДСК на основе нанопроволоки выше, чем у ДСК на основе наностержней. Исследование оптического поглощения показывает, что способность поглощения красителя нанопроволоки TiO ₂ намного лучше, чем у наностержней TiO ₂ (рисунок не показан). В результате эффективность преобразования энергии ДСК на основе нанопроволоки выше, чем у ДСК на основе наностержней. Однако эффективность преобразования мощности ДСК на основе рутилового TiO ₂ ниже, чем у ДСК на основе наночастиц анатаза TiO ₂ (P25).Аналогичные результаты наблюдались Lin et al. [8]. Эффективность преобразования энергии также может быть увеличена за счет увеличения толщины пленки TiO ₂ [9].

Рисунок 5.

Плотность фототока — Вольт-амперные характеристики нанопроволок TiO2 (HT-1), наностержней (HT-2) и ДСК на основе P25 для пленок толщиной 4,2 мкм (HT-1), 4,5 мкм (HT-2) и 4,0 мкм соответственно.

Таблица 1.

Фотоэлектрические параметры ДСК на основе TiO ₂ нанопроволок, наностержней и пленок P25.

В предыдущем разделе; изучено влияние концентрации HCl на скорость роста, морфологические и структурные свойства поверхности пленок TiO ₂ .В этом разделе изучено влияние температуры реакции на морфологические и структурные свойства поверхности пленок TiO ₂ . На рис. 6 показаны рентгенограммы пленок TiO ₂ , полученных при различных температурах реакции (120 и 160 ° C). Он показывает, что фаза рутила является доминирующей (2θ = 27,19 °) со слабыми пиками, возникающими при значениях 2θ 35,78 ° (101), 40,90 ° (111), 54,03 ° (211), 56,20 ° (220) и 62,64 ° ( 002) для образца HT-5. На рис. 6b показаны рентгенограммы пленки TiO ₂ , полученной при температуре реакции 160 ° C.Интенсивность XRD пиков рутила увеличивается при увеличении температуры реакции от 120 до 160 ° C. Это объясняется твердотельным фазовым превращением [10]. На рис. 7 показаны морфологии поверхности пленок TiO ₂ , полученных при различных температурах реакции. Средний диаметр и длина наностержня TiO ₂ , полученного при 120 ° C, вычислены как 125 и 480 нм соответственно. Длина и диаметр наностержня TiO ₂ постепенно увеличиваются по мере увеличения температуры реакции от 120 до 160 ° C.При 160 ° C средний диаметр и длина наностержней TiO ₂ рассчитаны как 310 нм и 2,6 мкм соответственно.

Рис. 6.

Рентгенограммы пленок TiO2, полученных при различных температурах реакции (RT). а) H.T-5; [RT = 120 ° C; HCl = 20 мл и DI = 40 мл] и (b) H.T-6 [RT = 160 ° C; HCl = 20 мл и DI = 40 мл]. Здесь TNB и время реакции составили 1 мл и 17 ч соответственно.

Рис. 7.

СЭМ-изображения пленок TiO2, полученных при различных температурах реакции (RT).а) H.T-5; [RT = 120 ° C; HCl = 20 мл и DI = 40 мл] и (b) H.T-6 [RT = 160 ° C; HCl = 20 мл и DI = 40 мл]. Здесь TNB и время реакции составили 1 мл и 17 ч соответственно.

Рентгенограммы пленок TiO ₂ , полученных с использованием различного объема TNB, показаны на рис. 8. Фаза рутила, по-видимому, является доминирующей фазой с пиками, появляющимися при значениях 2θ 27,16 ° (110), 35,89 ° (101 ), 38,94 ° (200), 41,02 ° (111) и 43,87 ° (210) для образца HT-7, который готовят с 0,5 мл TNB. Очень небольшая фаза слабого анатаза также наблюдается при 25.1 °, присвоенный (101) (см. Вставку на рис. 8). Положение пика и FWHM измеряются путем аппроксимации кривой с использованием анализа формы гауссовой линии. По мере увеличения объема TNB до 0,75 мл в рентгенограмме образца H.T-8 наблюдается значительное изменение. Но доминирующей фазой является рутил (рис. 8б). При объеме TNB 1 мл (рис. 8в) наблюдаются два пика анатаза при 25,16 ° (101) и 53,81 ° (105). Интенсивность пика анатаза (101) увеличивается по мере увеличения объема TNB с 0,5 до 1,0 мл. TiO ₂ выращивается как смесь анатаза и рутила, но преобладает фаза рутила с пиками, возникающими из плоскостей (110), (101) и (111).Долю анатаза можно рассчитать из следующего соотношения [11]

fa = (1 + 1,26IrIa) −1E1

где I _a и I _r — интенсивности пиков самых сильных (101) и ( 110) отражения анатаза (I _a ) и рутила (I _r ) соответственно. Вариации фракций анатаза показаны в таблице 2.

Рис. 8.

Рентгенограммы пленок TiO2, выращенных с использованием трех различных объемов предшественника титана. а) H.T-7; [TNB = 0.5 мл; HCl = 20 мл и DI = 40 мл] и (b) H.T-8 [TNB = 0,75 мл; HCl = 20 мл и DI = 40 мл] и H.T-9 [TNB = 1,0 мл; HCl = 20 мл и DI = 40 мл]. При этом время реакции (17 ч) и температура реакции (150 ° C) поддерживались постоянными.

Образец кода	TNB (мл)	HCl (мл)
I110 (а.u)	fa	2θ (градус)	β110	a110 (Å)	Напряжение (%)	20,0	13,78	531,72	0,02	27,166	0,23	4,6368	0,89
HT-8	0,73 40110 0,750 057 0,46 102 901 207,45 0,17 27,268 0,33 4,6210 0,56 HT-9 1,00 40,0 20,0 4,6826 1,90 Таблица 2. Рост и структурные параметры пленок TiO 2 . Примечание: TNB — бутоксид титана; HCl– соляная кислота; ДИ- деионизированная вода; I 101 -Интенсивность рентгеновского излучения плоскости (101); I 110 -Интенсивность рентгеновского излучения плоскости (110); f соотношение фракций анатазы ; β 110 -FWHM плоскости (110); 110 — постоянная решетки. Как показано в таблице 2, доля фазы анатаза увеличивается при увеличении объема TNB с 0,5 до 1,0 мл. Понятно, что фазовое превращение легче происходит при малых объемах TNB [10]. Постоянная решетки пленок TiO 2 (табл. 2) больше, чем у объемных TiO 2 (4,59 Å) [12]; это происходит из-за внутреннего напряжения в пленке. Напряжение в пленке также рассчитано [5] и приведено в таблице 2; это показывает, что все пленки TiO 2 , полученные в вышеупомянутых условиях осаждения, находятся под растягивающим напряжением (Таблица 2).Морфология поверхности пленок TiO 2 , полученных с использованием различного объема TNB, показана на рис. 9. СЭМ-изображения пленок TiO 2 , полученных в вышеупомянутых условиях приготовления, показывают аналогичную морфологию поверхности. Диаметр наностержня TiO 2 , полученного при объеме 0,5 мл TNB, рассчитывается как 340 нм. Диаметр наностержня TiO 2 рассчитан как 240 и 205 нм для 0,75 и 1,0 мл TNB соответственно. Рис. 9. СЭМ-изображения пленок TiO2, выращенных с использованием трех различных объемов прекурсора титана.(a) H.T-7, (b) H.T-8 и (c) H.T-9. При этом время реакции (17 ч) и температура реакции (150 ° C) поддерживались постоянными. Рис. 10. Рентгенограммы пленок TiO2, полученных с использованием различных количеств HNO3. (a) HT-10 [HNO3 = 5 мл], (b) H.T-11 [HNO3 = 10 мл] и (c) H.T-12 [HNO3 = 15 мл]. Здесь TNB (1 мл), DI (45 мл), время реакции (16 ч) и температура реакции (150 ° C) поддерживались постоянными. На рис. 10 показаны рентгенограммы нанопористых пленок TiO 2 , полученных при различных объемах HNO 3 .Здесь объем DI и TNB был зафиксирован на уровне 45 и 1 мл соответственно. Анатаз — доминирующая фаза в этом образце. Образец TiO 2 показывает предпочтительную ориентацию в направлении (101), на что указывает сильный характерный пик при 2θ = 25,34 °. Некоторые пики анатаза появляются при 2θ 37,92 ° (004), 47,90 ° (200), 54,55 ° (105) и 62,4 ° (204). Фаза анатаза остается доминирующей фазой в HNO 3 объемом 5, 10 и 15 мл. Во всех случаях наблюдается фаза чистого анатаза с характерными пиками при 25.14 ° (101), 37,78 ° (004), 47,86 ° (200), 54,42 ° (105) и 62,62 ° (204). Этот результат показывает, что HNO 3 очень подходит для выращивания анатаза TiO 2 на стеклянных подложках, покрытых ITO. Сделан вывод, что добавление HCl сильно увеличивает рост пленки вдоль направления (110). Напротив, раствор HNO 3 усиливает рост пленки в направлении (101). В гидротермальном процессе анионы Cl — и NO 3 — играют важную роль в образовании пленок TiO 2 рутила и анатаза соответственно.Поскольку анионы NO 3 — проявляют более сильное сродство к титану, чем Cl —, чистый анатаз TiO 2 можно легко получить в среде HNO 3 . Рис. 11. СЭМ-изображения с малым и большим увеличением пленок TiO2, полученных с использованием различных количеств HNO3. (a) HT-10 [HNO3 = 5 мл] и (b) H.T-11 [HNO3 = 10 мл]. Здесь TNB (1 мл), DI (45 мл), время реакции (16 ч) и температура реакции (150 ° C) поддерживались постоянными. На рис. 11 показаны морфологии поверхности нанопористых пленок TiO 2 , полученных при различных объемах HNO 3 .Здесь объем DI и TNB был зафиксирован на уровне 45 и 1 мл соответственно. СЭМ-изображения ясно показывают формирование нанопористых пленок TiO 2 на стеклянных подложках, покрытых ITO. Для применения ДСК образец ITO с покрытием TiO 2 был отожжен при 270 ° C в течение 1 ч в вакууме 90 кПа. Толщина нанопористой пленки TiO 2 рассчитана как ~ 3 и 3,2 мкм для HNO 3 объемом 5 и 10 мл. Наконец, электроды из TiO 2 погружали в раствор этанола, содержащий краситель N-719.Затем прикрепленные к красителю электроды из TiO 2 промывали раствором этанола и затем сушили на воздухе. На рисунке 12 представлены плотно-вольтные характеристики фототока ДСК на основе нанопористого TiO 2 / ITO. Плотность короткого замыкания ДСК на основе электрода TiO 2 увеличивается с 4,02 до 5,9 мА / см 2 по мере увеличения толщины нанопористой пленки TiO 2 с 3 до 3,2 мкм. Коэффициент заполнения и эффективность преобразования мощности также увеличиваются с увеличением толщины нанопористой пленки TiO 2 (см. Таблицу 3). 7 907 907 907 907 907 %) Фотоэлектрод Толщина пленки (мкм) Voc (В) Jsc (мА TiO 2 / ITO (HT-10) TiO 2 / ITO (HT-11) 3,0 3,2 0,40 0,38 4,02 5,90 0,512 905 0.82 1,20 Таблица 3. Фотоэлектрические параметры ДСК на основе нанопористых пленок TiO 2 . Рис. 12. Плотность фототока –вольтные характеристики ДСК на основе нанопористого TiO2 для различной толщины пленки (3,0 мкм (H.T-10) и 3,2 мкм (H.T-11)). 3.2. Получение и характеризация тонких пленок TiO 2 методом электрохимического анодирования Тонкие пленки нанокристаллического ITO были нанесены на стеклянные подложки методом ионно-лучевого напыления при комнатной температуре.Приложенное ускоряющее напряжение составляло 2500 В. Процесс напыления проводили в 3% газе O 2 + Ar. Расход газа контролировали массовым расходомером. Тонкие пленки Ti были нанесены на стеклянную подложку с покрытием ITO методом ионно-лучевого напыления при комнатной температуре. Ускоряющее напряжение, подаваемое на главную пушку, было зафиксировано на уровне 2500 В. В качестве распыляющего газа использовали чистый Ar. Электрохимическое анодирование проводили в 1M H 2 SO 4 +0,15 мас. % HF при приложенном потенциале 10 В для разного времени анодирования (30, 60 и 120 мин).Наноструктурированные пленки TiO 2 были сформированы путем анодирования с использованием двухэлектродной конфигурации с пленкой Ti в качестве анода и платиновым электродом в качестве катода. Затем образец анодированного Ti отжигался на воздухе при 450 ° C в течение часа. Рис. 13. СЭМ-изображения пленок TiO2; а) 30 мин (Т-1) и (б) 60 мин (Т-2). Рис. 14. Схематическая диаграмма стадий роста массивов нанотрубок TiO2 путем анодирования. Рис. 15. СЭМ-изображения с малым (a) и большим (b) увеличением (b) увеличения Ti пластины, анодированной при приложенном потенциале 10 В. На рисунке 13 показаны СЭМ-изображения вида сверху анодированных пленок Ti в электролитах H 2 SO 4 / HF при приложенном потенциале 10 В для времени анодирования 30 мин (рис. 13а) и 60 мин (рис. .13b) соответственно. Видно, что нанопоры TiO 2 образовывались при фиксированном времени анодирования 30 мин (см. Рис. 13а). При увеличении времени анодирования до 60 мин образовывались высокоупорядоченные массивы нанопористых частиц TiO 2 (см. Рис. 13b). Аналогичные результаты наблюдались Huang et al.[13]. Обычно механизм образования массивов нанопористых частиц TiO 2 предлагается как два конкурирующих процесса; электрохимическое окисление и химическое растворение. Из этих результатов мы наблюдали, что не нанотрубки TiO 2 , а нанопористые TiO 2 образовывались при времени анодирования 60 мин. Это показывает, что пористый слой TiO 2 легко образуется за непродолжительное время анодирования. Массивы нанотрубок TiO 2 также могут быть приготовлены на поверхности пленки Ti, но это может быть достигнуто за счет увеличения времени анодирования; это связано с высоким химическим растворением в межпоровой области (см. рис.14c и d). Из-за ограничения толщины пленки Ti для проверки этого эффекта использовался металлический Ti. На рис. 15 показана морфология поверхности анодированной пластины из титана в течение 120 мин. Видно, что рост и образование пор на поверхности Ti были равномерно распределены (рис. 15а). Это ясно показывает формирование роста пор и небольшого отверстия в межпоровой области (рис. 15b). Аналогичные результаты наблюдались Yang et al. [14] и Kaneco et al. [15]. Рис. 14в можно сопоставить с рис.15б. Эти результаты ясно показывают, что высокая скорость растворения в межпоровой области очень важна для получения упорядоченных массивов нанотрубок (см. Рис. 14d). На рис. 16 показана переходная кривая зависимости плотности тока от времени, записанная во время анодирования образца Ti при приложенном потенциале 10 В в течение 30 мин. Первоначально плотность тока постепенно увеличивается (см. Вставку на рис. 16) из-за электрохимической обработки, которая состоит из линейного нарастания потенциала от 0 до 10 В со скоростью развертки 50 мВ / с, за которым следует постоянный потенциал при 10 В в течение 30 мин. .Как только оксидный слой сформирован, сопротивление между электродами увеличивается; что приводит к значительному снижению тока между электродами. Кроме того, нет изменения импеданса. На Фигуре 17 показан спектр оптического пропускания пленок диоксида титана после отжига при 450 ° C в течение часа. Оптическое пропускание отожженной нанопористой пленки TiO 2 в видимом диапазоне оценивается в 60%. Толщина нанопористой пленки TiO 2 может быть рассчитана из следующего соотношения: d = λ1λ22⌊λ2n (λ1) −λ1n (λ2) ⌋E2 , где n (λ 1 ) и n (λ 2). ) — это показатели преломления двух соседних максимумов (или минимумов) на λ 1 и λ 2 .Толщина пленки TiO 2 рассчитана как 250 нм. Связь между коэффициентом поглощения α и энергией падающего фотона hν можно записать как [16]. αhν = C (hν-Egd) 1 / 2E3 для прямого разрешенного перехода, где C постоянна, а E g d — прямая запрещенная зона. График зависимости hν от (αhν) 2 показан на рисунке 18. Оптическая ширина запрещенной зоны рассчитана как 3,25 эВ. Оптическая ширина запрещенной зоны нанопористой пленки TiO 2 немного больше, чем у объемного анатаза TiO 2 (3.2 эВ). Подобный хвост полосы (2,66 эВ) на стороне низких энергий наблюдался Mor et al. [17]. Показатель преломления рассчитывался по измеренному спектру пропускания. На рисунке 19 показано изменение показателя преломления в зависимости от длины волны нанопористой пленки TiO 2 после отжига при 450 ° C в течение часа. Он показывает, что показатель преломления постепенно уменьшается с увеличением длины волны. Пористость нанопористых пленок TiO 2 может быть рассчитана из следующего соотношения [17] Пористость (%) = [1 − n2−1nd2−1] × 100E4 , где n и n d — показатели преломления нанопористой пленки (2.2) и непористая пленка анатаза (2.5) соответственно. Расчетная пористость нанопористой структуры составляет 27%. Рис. 16. Кривая зависимости плотности тока от времени переходного процесса, которая была записана во время анодирования пленки Ti для времени анодирования 30 мин. На рисунке 20 показаны зависимости плотности темного и фототока от напряжения солнечных элементов DSC на основе нанопористых пленок диоксида титана. Эффективность преобразования энергии устройств 1 (Т-1) и 2 (Т-2) рассчитывается как 0.25 и 0,17%. Аналогичные результаты наблюдались Yang et al. [14]. Плотность тока короткого замыкания устройства-2 выше, чем у устройства-1. СЭМ-изображения (Т-1 и Т-2) показывают, что пленки TiO 2 имеют различную морфологию поверхности; из-за этого устройства DSC показывают разницу в производительности; потому что степень адсорбции красителя может быть увеличена за счет большой площади внутренней поверхности пленок. Коэффициент заполнения и напряжение холостого хода устройства-1 выше, чем у устройства-2. Это показывает, что на коэффициент заполнения может влиять сопротивление подложки и качество противоэлектрода.В настоящей работе в качестве противоэлектродов использовались пленки ITO, покрытые Pt. Низкое значение коэффициента заполнения объясняется большим значением последовательного сопротивления на границе между пленками TiO 2 и ITO. На рисунке 21 показаны темновые характеристики и плотность-вольт-амперные характеристики фототока для пластины TiO 2 / Ti. Эффективность преобразования мощности устройства-3 оценивается в 0,01% (см. Таблицу 4). Этот результат хорошо согласуется с предыдущими результатами Ok et al. [18]. КПД преобразования мощности устройства-3 намного ниже, чем у устройства-1 и устройства-2 (см. Таблицу 4).В частности, ток короткого замыкания для устройства-3 намного ниже, чем у устройств-1 и 2. Это объясняется тем, что заднее освещение влияет на светопоглощающую способность красителей, поскольку электролит I 3 — разрезает падающий свет в диапазоне длин волн от 400 до 650 нм. Но коэффициент заполнения для устройства-3 выше, чем у устройства-1 и устройства-2. Он показывает, что высокое значение FF объясняется малым значением последовательного сопротивления на границе раздела TiO 2 / подложка. Рис. 17. Спектр оптического пропускания нанопористой пленки TiO2 после отжига при 450 ° C. Рис. 18. График зависимости hν от (αhν) 2 нанопористой пленки TiO2 после отжига при 450 ° C. Рис. 19. Изменение показателя преломления отожженной нанопористой пленки TiO2. Средний показатель преломления нанопористой структуры в видимом диапазоне составляет 2,2. 907 907 907 %) 9016 Фотовольтаические параметры ДСК на основе нанопористых пленок TiO 2 . Наноструктурированный TiO 2 был получен анодированием фольги Ti при комнатной температуре. Анодирование проводили в этиленгликоле, содержащем 2 об.% H 2 O + 0,3 мас.% NH 4 F для анодирования в течение 180 мин при 30 В. Затем образец анодированного Ti отжигали на воздухе при 400 ° C в течение часа. На рисунке 22 показаны морфологии поверхности анодированной фольги Ti. Это ясно показывает формирование хорошо упорядоченных массивов нанотрубок TiO 2 на фольге Ti (рис. 22а). Внизу нанотрубки плотно упакованы вместе (рис. 22b). Диаметр и толщина стенок массивов нанотрубок TiO 2 рассчитаны как 45 нм и 25 нм соответственно.Длина массивов нанотрубок TiO 2 оценивается в 4,5 мкм (рис. 22в). Вид сбоку слоя трубки (рис. 22d) отражает неровную морфологию. На рис. 23 показаны рентгенограммы анодированной Ti-фольги до и после отжига. На рис. 23а пики XRD при 35,3, 38,64, 40,4, 53,2 и 63,18 соответствуют Ti. Это объясняется тем, что предварительно приготовленный TiO 2 является аморфным перед отжигом; видны только пики Ti (рис. 23а). Чтобы превратить аморфный TiO 2 в анатазный TiO 2 , образец анодированного Ti отжигали на воздухе при 400 ° C в течение часа.После отжига аморфный TiO 2 превратился в кристаллический с более предпочтительной ориентацией вдоль направления (101). Рис. 20. Зависимость плотности темного и фототока от вольт-фарадных характеристик ДСК на основе нанопористых пленок диоксида титана. Рисунок 21. Плотно-вольтные характеристики темного и фототока на пластине TiO2 / Ti (Устройство 3). На рисунке 24 показаны зависимости плотности от напряжения фототока для ДСК на основе массивов нанотрубок TiO 2 .При заднем освещении напряжение холостого хода, плотность тока короткого замыкания, коэффициент заполнения и эффективность преобразования мощности ДСК на основе массивов нанотрубок TiO 2 оцениваются как 0,55 В, 8,27 мА / см 2 , 0,39 и 1,78% соответственно. Аналогичные результаты наблюдались Tao et al. Похожие записи Художественная ковка это: Кованые изделия как воплощение искусства 27.11.202127.11.2020 Как самому сделать солнечную батарею: Как сделать солнечную батарею своими руками 26.11.202127.11.2020 Генератор бензиновый самый маленький: 10 самых маленьких генераторов — рейтинг 2020 25.11.202127.11.2020 Автор alexxlab Просмотр всех записей alexxlab → Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Фотоэлектрод Толщина пленки (нм) Voc (В) Jsc (мА TiO 2 / ITO / Стекло TiO 2 / ITO / Стекло 250 350 0.432 0,358 1,58 1,72 0,36 0,28 0,25 0,17 TiO 2 / Ti пластина — 0,482 0,07 0,482 0,07