CC BY
6
зуют^материалы собственных исследований, применяют современные вычислительные средства, в частности ПК 1ВМ РС.
Широкое участие в данной разработке принимают студенты специальности «Промышленная электроника», особенно старших курсов.
Первый экземпляр действующего тренажерного комплекса планируется изготовить в 1991 году. Есть основания предполагать, что в результате завершения данной темы будет создан тренажерный комплекс, не только уникальный для нашей страны, но и конкурентоспособный на мировом рынке.
На кафедре автоматики на базе ПЭВМ разрабатываются управляющие измерительные комплексы: «Испытание тиристоров на нестабильность», «Исследование качества включения тиристоров», «Измерения параметров тиристоров».
На кафедре микроэлектроники имеется опыт создания и использования локальных сетей для накопления и обработки информации в полупроводниковом производстве, а также использования этих сетей для учебных целей. Сеть выполнена на базе микро-ЭВМ «Электроника-60» и ДВК. Эта же кафедра работает над машинным проектированием больших интегральных схем для телевидения и УКВ-связи. С использованием этих результатов проводится разработка нового класса интегральных микросхем для цветного телевидения в рамках хоздоговора с МПО «Орбита».
Положительные примеры использования средств вычислительной техники имеются на светотехническом, физическом, химическом, экономическом факультетах. Однако ряд кафедр и факультетов недостаточно используют ее в научном процессе. Это географический, биологический, сельскохозяйственный, медицинский (за исключением кафедры госпитальной терапии) и др.
На наш взгляд, сегодня необходимо выработать программу переоснащения средств вычислительной техники для обеспечения развития технических средств новых информационных технологий.
Одним из направлений этой программы является приобретение программного обеспечения и узла связи, позволяющего пользоваться союзными и мировыми информационными сетями. Для более широкого применения узла связи в университете необходимо создать локальную сеть с подключением ее на этот узел, что позволит одновременно работать нескольким пользователям с мировой информационной сетью.
Для эффективного использования средств вычислительной техники в учебном и научном процессе следует обеспечить унификацию всех программных средств, в связи с чем надо приобретать вычислительную технику, программно совместимую с IBM ПС, поскольку техника^этого класса наиболее широко используется в мире и имеет распространенное прикладное программное обеспечение.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
А. М. КОКИНОВ, кандидат технических наук,
А. С. ФЕДОРЕНКО, доктор технических наук
Создание и совершенствование материалов являлось определяющим фактором во всей истории развития люминесцентных ламп (ЛЛ), которым два
года назад исполнилось 50 лет. За последние 30 лет их световая отдача повысилась в 3 — 4 раза и цревзошла" уровень 100 лм/Вт, продолжительность го-
рения увеличилась в 4—5 раз и достигла 12 — 15 тыс. ч, стабильность светового потока стала в 3 раза больше, габариты уменьшены более чем в 5 раз, а световая энергия, вырабатываемая базовой ЛЛ мощностью 40 Вт, возросла в 6,2 раза (с 0,192 до 1,2 млн. лм ч). В результате такого развития доля световой энергии, вырабатываемой этими лампами, достигла 60 % и продолжает увеличиваться, особенно в связи с наметившимся широким внедрением ЛЛ в быт. Прогресс обусловлен не только совершенствованием конструкции и технологии производства ЛЛ, но преимущественно постоянным совершенствованием материалов. Рост световой отдачи ЛЛ, выпускаемых по
ГОСТ 6825—61, —68, —70, —74 (в последнем было 6 изменений со ступенями повышения качества), вызван заменой в них люминофоров на более совершенные (ЛГ1, ЛПК, ЛГЮ, ЛП-1, ЛГ1-2, ФЛ-3500, ФЛ-580 —3500—1),
снижением давления аргона, применение]^ аргон-неоновой смеси (10 % Ые), удлинением положительного столба за счет уменьшения высоты ножек, усовершенствованием состава и технологии приготовления люминофорной суспензии, выжигания связующего вещества, термовакуумной обработки. Продолжительность горения ЛЛ возраста-ла-в результате следующих усовершенствований: оптимизации состава эмиссионного покрытия и организации его промышленного производства на химических предприятиях, применения три-спирального электрода, оптимизации структуры эмиссионного покрытия за счет улучшения технологии приготовления оксидной суспензии и термовакуумной обработки электродов, выбора более совершенных термостойких присадок в эмиссионное покрытие.
Расширение номенклатуры ЛЛ потребовало создания новых материалов: свйнецсодержащего стекла для колб кольцевых ЛЛ; многокомпонентных люминофоров для бытовых Л Л естественной и тепло-белой цветности с улучшенной цветопередачей; светоотражающих составов для" рефлекторных и
щелевых ЛЛ; широкой гаммы амальгам для амальгамных ЛЛ; высокоста-бпльпых люминофоров для ламп стандартных цветностей в энергоэкономичном исполнении (в трубках уменьшенного диаметра); редкоземельных люминофоров с узкополосными спектрами излучения для ЛЛ стандартных размеров, энергоэкономичных, компактных и цветных ЛЛ; люминофоров с разнообразными спектрами излучения для специальных ЛЛ (для медицины, полиграфии, репрографии, сельского хозяйства и др.). Повышение качества материалов и создание энергоэкономичных и компактных ЛЛ позволяет наращивать объемы их производства практически при сохранении объемов потребления ряда основных и остродефицитных материалов, что очень важно взп-ду нарастающего истощения материальных ресурсов.
Прогресс в материаловедении для Л Л во многом был обусловлен созданием специализированных исследовательских технологических и материа-ловедческих подразделений во ВНИИИС и ВНИИЛюминофоров, постоянным целевым финансированием разработок и освоением материалов на химических, металлургических и электроламповых заводах. К сожалению, с 1986 года такое целевое финансирование развития материалов существенно уменьшено, а в 1990 году прекращено совсем, что приводит к распаду сложившихся коллективов высококвалифицированных исследователей. В последнее время ряд работ по материалам начали финансировать заводы-изготовители ЛЛ, но выделяемых средств явно недостаточно для поддержания этого направления на должном конкурентоспособном уровне.
В последние 5 лет освоено производство следующих люминофоров для энергоэ'кономичных ЛЛ (ЭЛЛ): 1) безразмольный галофосфатный люминофор для ламп белой цветности типа ФЛ-580—3500—2, который до 1994 года полностью заменит люминофор ФЛ-580—3500—1; 2) смесевой лю-
минофор с широкополосным спектром для ламп цветности ЛДЦ типа ФЛЦ-600—6200—4, который не удовлетворяет потребителей по стабильности светового потока и будет в 1991 — 1993 гг. заменен на только что разработанный и освоенный люминофор ФЛЦ-ЪОО—6200—6 С повышенными эксплуатационными свойствами;
3} смесевой люминофор с широкополосным спектром для ламп цветности
ЛЕД типа ФлЦ-610—3900—4; 4) смесевой люминофор с узкополосным спектром .на основе редкоземельных
элементов типа ФЛЦ-612—3500—1 для ламп белой цветности. В 1991 — (992 гг. будут освоены люминофоры для ЭЛЛ тепло-белой (ФЛ-580— 2800—2) и холодно-белой (ФЛ-580— 4500—2) цветностей. Таким образом з ав ер ш итс я л одготовк а л ю м и н офор -ной базы для перехода электроламповых заводов на производство ЭЛЛ. Это обеспечит экономию до 1,5 млрд. •;<Вт • ч электроэнергии в год.
Для компактных ЛЛ в 1988 — 1989 годах разработаны редкоземельные смесевые люминофоры типа
ФЛЦ-612—2750—1 (цветность ТБЦ) и ФЛЦ-612—3900—1 (цветность ЕЦ).
Зо ВНИИИС разработана программа экономии электроэнергии в СССР за ■счет прогрессирующего развития компактных ЛЛ (к 2000 г. — до 25 — о0 млн. шт.) и ЛЛ с повышенной энер-.оэкономичностью (с обогащенной ртутью). В этой программе предусмотрено расширение мощностей по произ-зодству редкоземельных люминофоров ■з пять раз, создание новых классов высокостабильных люминофоров для компактных ЛЛ, в том числе безэлектродных, панельных, ¡катодолюминес-центиых, безртутных, безбалластных.
Одной из проблем, выдвинутых в последнее время, является создание таких марок люминофоров, производство которых было бы экономически более безопасным, т. е. не содержащих в своем составе кадмии, свинец и таллий. Работы в области безкадмиевых люминофоров начнутся в 1991 году.
В области повышения качества люминофоров следует отметить следую-
щие задачи: перевод всех марок люминофоров на оптимальный (безразмольный) гранулометрический состав; повышение стабильности широкополосных смесевых люминофоров для ламп с улучшенной цветопередачей; улучшение технологических свойств и сни-жение взаимодействия люминофоров с
л
ртутью в лампе.
К фундаментальным работам следует отнести: исследования в области синтеза и методов обработки люминофоров с целью улучшения их структурных характеристик и промышленно полезных свойств; создание люминофоров с квантовым выходом больше двух единиц для эффективного преобразования вакуумного ультрафиолета в видимое; разработка поликристаллических или монокристаллических трубок из люминофоров; создание гибких вакуумных полимерных пленок с люминофором в качестве наполнителя; разработка эффективных люминофоров с повышенной длительностью послесвечения для ЛЛ бытового и про-, мышленного назначения; получение эффективных люминесци.руюхцих--жидкостей и хемилюминесцентных веществ, пригодных для применения' в ЛЛ; создание эффективных люминофоров для систем консервации световой энергии и к а то до л к>м и не с це нтн ы х л а м п.
В области нанесения люминофоров на колбы ЛЛ следует отметить разработку безвредной технологии на осно-ве водорастворимого сополимера' !ме-«' тилметакрилата и метакриловоп 'кислоты. Исключение из производства гфи такой технологии органического растворителя бутилацетата позволяет получить- на каждой линии экономию от снижения себестоимости до 50 тыс. руб. в год и практически обезвредить процесс получения люминофорных покрытии. К сожалению, разработанная ВНИИИС и СПО «Лисма» технология очень медленно внедряется па заводах, что недопустимо в современных уровнях борьбы за экологическую чистбту производств. В 1991 году мы совместно с предприятиями Минхимпрома приступим к разработке водорастворимых
полимеров с пониженной температурой термодеструкции, что обезопасит производство ЛЛ и сделает его более эффективным.
В области эмиттеров можно отметить следующие достижения: разработку тугоплавкой присадки в оксидное покрытие в виде твердого раствора окиси магния в двуокиси циркония; разработку безразмольного тройного карооната бария, стронция, кальция; создание состава и технологии нанесения эмиссионных покрытий на основе водорастворимых полимеров. К сожалению, эти вещества и технологии, несмотря на существенное повышение качества ламп и улучшение производства, очень плохо внедряются на заводах. Причиной является большой дефицит viví и отсутствие интереса производителя в повышении их качества и конкурентоспособности.
Перспективными работами в этой области являются: разработка составов эмиттеров с пониженным газовыделением при их термовакуум.ной обработке; разработка составов эмиттеров, исключающих выделение из них кислорода в процессе работы ламп; создание эмиттеров, позволяющих разделить процессы их активировки и откачки ламп (пространственно и по времени) ; создание эффективных эмиттеров для безртутных ЛЛ.
Одними из самых дефицитных материалов в производстве ЛЛ являются тугоплавкие металлы (вольфрам, молибден). Существенным для снижения потребления вольфрамовой проволоки в ЛЛ (на единицу продукции) является повышение выхода годных изделии. Попытки сделать облегченные конструкции электродов приводили к снижению качества ЛЛ, особенно по такому показателю, как внешний вид. Погоня за экономией вольфрама бе* дополнительных мер, например применения защитных экранов вокруг электродов, не оправдала себя, и сейчас предпринимаются попытки восстановления массы электродов.
Изготовление электродов из вольфрама является больше традицией,
чем необходимостью. Условия работы оксидного электрода ЛЛ (температура вольфрама 1000— 1400 К) позволяют подобрать материал для его замены или существенно сократить его расход. Работы, проведенные во ВНИИИС, МЭИ п в Болгарии, позволяют перейти на молибденовые и вольфрам-молибденовые электроды.
К остродефицитным материалам относятся никелевая и медная проволоки для тоководов ЛЛ. Их замена на никелированную стальную проволоку возможна после проведения конетрук-торско-технологических работ и подготовки расширенного производства никелированной проволоки. Эти работы ВНИИИС готов провести совместно с заводами.
Экономия алюминиевого проката, идущего для цоколей ЛЛ, будет достигаться следующими путями: переходом на меньшие диаметры трубок в ЛЛ (26 мм вместо 38, 12 — вместо 16, 16 — вместо 26 мм); заменой алюминиевых цоколей на стеклокерамичеекие и пластмассовые; развитием одноцокольных компактных ЛЛ.
Стеклокерамичеекие цо.коли, получаемые методом сухого прессования порошка стекла, сваренного из отходов электролампового производства, кроме экономии алюминия позволяют полностью исключи! ь электрические пробои и отвал цоколей после длительного хранения ЛЛ. Применение стек-локерамических цоколей с коэффициентом термического расширения, близким к таковому для стекла колбы ■ д ножки, позволяет исключить цоколе-вочную мастику из производства ЛЛ
за счет соединения ножки и колбы с
«
цоколем с помощью стеклоприпоя, при этом может применяться бсссвинцовое стекло.
Свпнцозое стекло является исключительно технологическим материалом, но оно дорогое, а его производство очень вредно. Попытка заменить его бессвинцовым (на Смоленском ЭЛЗ) привела к большому экономическому ущербу. Однако такая замена оказывается возможной, если процесс заварки
заменить на оклейку ножки и колбы. При -соединении стеклоприлоем ни ножка, ни колба не входят в зону размягчения стекла (температура плавления стеклопрштоя на 50 — 100 °С ниже)-, они могут иметь один состав. Процесс склейки может проводиться без применения газовых горелок (с помощью электропечи). Данное техническое решение пока не прошло промышленную технологическую отработку из-за отсутствия финансирования.
Применение стеклопри.поев и стекло-керамических переходных элементов для сборки компактных ЛЛ позволяет снять ограничения, накладываемые временными режимами термической обработки 'стекла (гибка и сварка трубки), и создать принципиально новые технологические процессы и высокопроизводительное оборудование для сборки многоканальных компактных ЛЛ.
. Учитывая сложную экологическую обстановку; на заводах, выпускающих Л Л во все больших объемах, в последнее время предпринимаются попытки . создать люминесцентные лампы, где в 3 —.5 раз меньше потребление ртути. На заводах внедряются дозаторы, позволяющие выделять ртуть из связанного состояния непосредственно в готовой лампе (ампуль-иый дозатор — разработчики ПО «Луйс», Никитовский ртутный комбинат и ВНИИИС, гетерортутный дозатор- -ленточный —. разработчики ВНИИИС и HPK, капсульный дозатор — разработчик фирма «Бадалекс» и СПО «Лисма»). Предлагаемая ВНИИИС программа максимального обезртучивания производства содер-
жит следующие направления: разработка состава и технологии промышг-ленного нанесения неразрушающихся,, ртутшепроницаемых прозрачных полимерных покрытий на поверхность-колб ЛЛ; разработка и организация выпуска амальгамных ЭЛЛ, в том .числе с амальгамами, хорошо поддающимися утилизации (с ферромагнитными свойствами); проведение комплексных: исследований разряда в молекулярные и инертных газах и люминофоров, с-целью создания безртутных ЛЛ и освоение их производства.
В качестве отдельного направления' работ, включенных в вышеупомянутую-программу экономии электроэнергии в-СССР, входит проблема поиска эффективных составов ртути, создание-серий экологических ЭЛЛ на их основе, разработка промышленных технологий обогащения ртути и производства ламп с ее применением. Во ВНИИИС расчетным путем определены эффективные составы ртути, которые будут более дешевы по сравнению со ртутью, обогащенной изотопом (такие составы созданы в США). ВНИИИС готов совместно с Институт том атомной энергии имени И. В. Кур-чатова, МГУ, ЛТУ и МЭИ проводить работы по указанной программе.
Решение практически всех вопросов создания и освоения новых материалов для ЛЛ сдерживается отсутствием надлежащего финансирования. Поэтому мы обращаемся к руководителям заводов и объединений, выпускающих
м^в ^^^ Иг
ЛЛ, с просьбой обратить особое " внимание на финансирование материало-ведческих работ.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ХОЛОДА ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА
И. Н. БОСИН, кандидат технических наук, В. С. БОРИСОВ, инженер
Промышленное животноводство — щего дефицита электроэнергии особен-одна из энергоемких отраслей народ- ио актуальным становится внедрение: ного хозяйства. В условиях возрастаю- энергосберегающих технологий произ-
18
