RU2479673C1 - Impulse electrogasdynamic formation method of identification marks on surface of solid material - Google Patents
Impulse electrogasdynamic formation method of identification marks on surface of solid material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479673C1 RU2479673C1 RU2011136594/02A RU2011136594A RU2479673C1 RU 2479673 C1 RU2479673 C1 RU 2479673C1 RU 2011136594/02 A RU2011136594/02 A RU 2011136594/02A RU 2011136594 A RU2011136594 A RU 2011136594A RU 2479673 C1 RU2479673 C1 RU 2479673C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- additional
- evaporation
- supersonic
- cover
- supersonic nozzle
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области информационных технологий и может быть использовано при формировании идентификационных меток и создания баз данных твердых материалов (как металлических, так и диэлектрических).The invention relates to the field of information technology and can be used in the formation of identification marks and the creation of databases of solid materials (both metal and dielectric).
Известен способ идентификации материалов, который используется для идентификации электропроводящих материалов. В этом способе осуществляется нанесение на индивидуальную матрицу электроразрядных пятен между электродом и самой матрицей [1].A known method for the identification of materials, which is used to identify electrically conductive materials. In this method, the electric discharge spots are applied to an individual matrix between the electrode and the matrix itself [1].
В качестве аналога можно рассмотреть способ формирования идентификационных меток твердых материалов путем присвоения им идентификационных номеров, накладывания информационной матрицы и внедрения в нее смеси различных частиц с помощью газовой струи [2]. Такой способ позволяет идентифицировать и металлы, и диэлектрики. Однако при попытке внедрить частицы газодинамическим способом в сверхтвердые сплавы и керамику технология не дает результатов. Дозвуковая скорость газового потока не способна обеспечить проникновение частиц в сверхтвердые сплавы и формировать на ней поверхность со сложным структурообразованием. Осуществлять это в непрерывном режиме сверхзвуковой струи энергетически накладно.As an analogue, we can consider the method of forming identification tags for solid materials by assigning identification numbers to them, applying an information matrix and introducing into it a mixture of various particles using a gas jet [2]. This method allows the identification of metals and dielectrics. However, when trying to introduce particles in a gas-dynamic manner into superhard alloys and ceramics, the technology does not give results. The subsonic velocity of the gas stream is not able to ensure the penetration of particles into superhard alloys and form a surface with complex structure formation on it. To carry out this in a continuous mode of a supersonic jet is energetically expensive.
В качестве прототипа можно рассмотреть способ формирования идентификационных меток на поверхности твердых материалов путем присвоения им идентификационных номеров, накладывания информационной матрицы и внедрения в нее смеси различных частиц с помощью газовой струи, создаваемый за счет разряда внутри оболочки, снабженной сверхзвуковым соплом [3].As a prototype, we can consider the method of forming identification marks on the surface of solid materials by assigning identification numbers to them, applying an information matrix and introducing a mixture of various particles into it using a gas jet created by a discharge inside a shell equipped with a supersonic nozzle [3].
Однако такой способ не обладает высокой производительностью. Каждый раз, используя взрыв проволочек, необходимо на место испарившейся проволоки, устанавливать новую. Тем самым частоту повторения импульсов можно осуществлять не чаще, чем один раз в 5- 7 минут. Добиться существенного роста производительности можно только путем сохранения основного принципа и одновременного отказа от проволок.However, this method does not have high performance. Each time, using an explosion of wires, it is necessary to install a new one in place of the evaporated wire. Thus, the pulse repetition rate can be carried out no more than once every 5-7 minutes. A significant increase in productivity can be achieved only by maintaining the basic principle and the simultaneous rejection of wires.
Другими словами, технический результат, достигаемый заявленным способом, заключается в росте производительности процесса формирования меток и в получении идентификационной метки с многофазными, морфологически разнообразными, неповторяемыми рисунками.In other words, the technical result achieved by the claimed method is to increase the productivity of the process of forming tags and to obtain an identification tag with multiphase, morphologically diverse, non-repeatable patterns.
Способ идентификации твердых материальных ресурсов осуществляется путем присвоения им идентификационных номеров, накладывания информационной матрицы и внедрения в нее смеси различных частиц с помощью газовой струи, создаваемой за счет разряда внутри оболочки, снабженной сверхзвуковым соплом.The method of identifying solid material resources is carried out by assigning identification numbers to them, applying an information matrix and introducing a mixture of various particles into it using a gas jet created by a discharge inside the shell equipped with a supersonic nozzle.
Особенностью предлагаемого способа является то, что внутри основной оболочки располагают дополнительную оболочку из светопрозрачного материала, дополнительную цилиндрическую оболочку заполняют инертным газом, электрический разряд осуществляют между электродами, введенными через торцы дополнительной оболочки, а внутреннюю поверхность основной оболочки выполняют из светопоглощающегося легкоиспаряемого материала. Поверхность дополнительной оболочки из эбонита выполняется из предварительной сплошной заготовки на обычном токарном станке.A feature of the proposed method is that an additional shell of translucent material is placed inside the main shell, an additional cylindrical shell is filled with inert gas, an electric discharge is carried out between the electrodes introduced through the ends of the additional shell, and the inner surface of the main shell is made of light-absorbing easily evaporated material. The surface of the additional sheath made of ebonite is made of a preliminary continuous blank on a conventional lathe.
Другой особенностью можно признать то, что на выходе основной оболочки, вблизи сверхзвукового сопла, устанавливают пыж, заполненный наночастицами разных размеров. Пыж заполняется полидисперсным набором наночастиц из твердотельных сплавов размером от 5 до 100 нм. Энергию разряда в дополнительной герметичной оболочке изменяют от 800 до 5000 Дж при длительности импульса от 10-3 до 10-5 с при частоте повторения импульсов от единичных до 10 Гц.Another feature that can be recognized is that at the exit of the main shell, near the supersonic nozzle, a wad is installed, filled with nanoparticles of different sizes. The wad is filled with a polydisperse set of solid-state alloy nanoparticles ranging in size from 5 to 100 nm. The discharge energy in an additional sealed enclosure is changed from 800 to 5000 J at a pulse duration of 10 −3 to 10 −5 s at a pulse repetition rate of from single to 10 Hz.
На рис.1 схематично изображено устройство, работающее по предлагаемому способу. Это устройство расположено над идентификационной меткой, содержащей цифровой код 1 с информационной матрицей 2. 3 - внедренные в матрицу частицы. Над матрицей 2 устанавливают оболочку 4 со сверхзвуковым соплом 5, обращенным в сторону идентификационной метки. Внутри оболочки 4 на диэлектрических опорах 6 устанавливают дополнительную цилиндрическую герметичную оболочку 7, заполненную инертным газом 8. Дополнительная светопрозрачная оболочка 7 снабжена электродами 9, которые, в свою очередь, соединены с источником тока 10. 11 - условно показан замыкатель (прерыватель).Fig. 1 schematically shows a device operating according to the proposed method. This device is located above the identification mark containing
На рис.2 схематично изображено устройство, у которого на выходе основной оболочки 4, вблизи сверхзвукового сопла 5, устанавливают пыж 12, заполненный наночастицами 13 разных размеров.Fig. 2 schematically shows a device in which at the output of the
При замыкании цепи с помощью элемента 11 по цепи проходит импульс тока, в результате чего между электродами 9 возникает высокотемпературный плазменный шнур с яркостной температурой до 30000 К. Этот процесс характеризуется высоким коэффициентом преобразования электрической энергии в световую. Особенно высокий коэффициент преобразования наблюдается при заполнении оболочки 7 инертным газом 8. Световой поток, проходя через светопрозрачную оболочку 7, выделяется на внутренней поверхности основной оболочки 4. При этом в пространстве между основной оболочкой 4 и дополнительной оболочкой 7 скачкообразно повышается давление и все продукты испарения основной оболочки 4 со сверхзвуковой скоростью попадают на информационную матрицу 2, глубоко проникая и формируя поверхность со сложным структурообразованием. Суть такого структурообразования состоит в оплавлении и насыщении тонких поверхностных слоев идентификационной метки продуктами испарения внутренней поверхности оболочки 4. В базу данных вносят одновременно цифровой код 1, и информационную матрицу 2 со случайно внедренными в нее частицами 3. Для обработки следующей идентификационной метки не нужна никакая замена. Установка, работающая с использованием данного способа, может поднять производительность на много порядков и работать в режиме нескольких герц (разрядов в секунду). И при необходимости угол наклона сверхзвукового сопла относительно информационной матрицы подбирают индивидуальным для каждого из импульсов. Наличие пыжа 12, заполненного наночастицами 13 разного размера, не требует режима испарения частиц с внутренней поверхности оболочки 4. В этом случае импульсное повышение давления внутри оболочки 4 разрушает оболочку пыжа 12 и разгоняет наночастицы 13 до сверхзвуковых скоростей с последующим внедрением наночастиц 13 в информационную матрицу 2. Наличие пыжа 12 существенно повышает скорость повышения давления внутри оболочки 4 и тем самым повышает скорость разгона наночастиц. Таким образом, на поверхности идентификационной метки формируется поверхность из нанокристаллических и нанокомпозитных слоев, которые обладают повышенными функциональными свойствами, например сверхтвердостью, которая так необходима при сохранении информации о поверхности. Конечно, установка пыжа 12 снижает производительность, но замену пыжа автоматизировать существенно проще, чем замену тонкой проволоки. Энергию разряда в дополнительной герметичной оболочке изменяют от 800 до 5000 Дж при длительности импульса от 10-3 до 10-5 с при частоте повторения импульсов от единичных до 10 Гц. При энергии разряда менее 8000 Дж не реализуется сверхзвуковое истечение продуктов светоэрозионных частиц, а при энергии свыше 5000 Дж резко падает ресурс светопрозрачной оболочки. Диапазон длительности импульса от 10-3 до 10-5 секунды наиболее характерен для разряда в инертной среде. При частоте повторения импульсов свыше 10 Гц существенно снижается ресурс светопрозрачной оболочки.When the circuit is closed using
Пример выполнения способа. Основная оболочка 4 выполнена из эбонита, имеющего светопоглощающую поверхность. Дополнительная оболочка 7 выполнена из кварцевого стекла и заполнена аргоном (криптоном) 8. При электрическом разряде между электродами 9 в инертной среде 8 возникает относительно тонкий плазменный шнур с яркостной температурой от 25000 до 30000 К. Энергия разряда варьировалась от 800 до 2000 Дж. Время разряда оценивалось в 10-3 секунды. Выбранные параметры позволяют развивать мощность от 800000 до 2000000 Вт. Дополнительная оболочка 7, выполненная из прозрачного кварца, допускает до 100000 импульсов без разрушения ее герметичности. При мегаваттных мощностях вспышки света и незначительном (3-4 мм) зазоре температура внутренней поверхности оболочки 4 достигает нескольких тысяч градусов, что позволяет достигать режима испарения такого тугоплавкого металла, как вольфрам. Нежелательным режимом является частота повторения импульсов свыше 5 Гц. Оптимальным расстоянием между срезом сопла и идентификационной меткой можно признать зазор в 5-15 см. При зазоре свыше 100 см скорость наночастиц заметно убывает, что не позволяет эффективно внедрять частицы в метку.An example of the method. The
Экспериментально было обнаружено, что основным процессом, участвующим в формировании поверхности метки является образование сверхзвуковой струи последующего механического воздействия на идентификационную метку продуктами взрыва. При использования пыжа с наночастицами зарегистрированы кратерообразные структуры при проникновении в идентификационную метку. Образующиеся кратерообразные структуры обладают свойством неповторимости даже при использовании наночастиц близких размеров. При использовании частиц разных размеров многообразие кратерообразных структур существенно нарастает.It was experimentally found that the main process involved in the formation of the mark surface is the formation of a supersonic jet of subsequent mechanical action on the identification mark by explosion products. When using a wad with nanoparticles, crater-like structures were detected upon penetration into the identification tag. The resulting crater-like structures have the property of uniqueness even when using nanoparticles of similar sizes. When using particles of different sizes, the variety of crater-like structures increases significantly.
Таким образом, предложена технология формирования поверхности идентификационной метки с многофазными, морфологически разнообразными структурами, которые, в принципе, нельзя повторить дважды.Thus, a technology is proposed for forming the surface of an identification tag with multiphase, morphologically diverse structures, which, in principle, cannot be repeated twice.
Источники информацииInformation sources
1. Способ идентификации электропроводящих объектов. Патент МD №3389.1. A method for identifying conductive objects. Patent MD No. 3389.
2. Способ идентификации изделий. Патент MD №3390.2. A method for identifying products. MD patent No. 3390.
3. Способ импульсной электрогазодинамической идентификации. Патент MD 4007.3. The method of pulsed electro-gas-dynamic identification. Patent MD 4007.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011136594/02A RU2479673C1 (en) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | Impulse electrogasdynamic formation method of identification marks on surface of solid material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011136594/02A RU2479673C1 (en) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | Impulse electrogasdynamic formation method of identification marks on surface of solid material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011136594A RU2011136594A (en) | 2013-03-10 |
RU2479673C1 true RU2479673C1 (en) | 2013-04-20 |
Family
ID=49123179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011136594/02A RU2479673C1 (en) | 2011-09-05 | 2011-09-05 | Impulse electrogasdynamic formation method of identification marks on surface of solid material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2479673C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2644183C2 (en) * | 2016-05-13 | 2018-02-08 | Владимир Дмитриевич Шкилев | Identification document |
RU2702773C1 (en) * | 2018-04-16 | 2019-10-11 | Владимир Дмитриевич Шкилев | Pinch erosion-bearing rocket engine |
RU2740739C2 (en) * | 2018-04-16 | 2021-01-20 | Владимир Дмитриевич Шкилев | Detonation jet engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006119561A1 (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-16 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | High-resolution tracking of industrial process materials using trace incorporation of luminescent markers |
RU2340705C2 (en) * | 2006-12-21 | 2008-12-10 | Зао "Интерметкомпозит" | Method and facility for surface marking by gas-dynamic method |
MD4007B2 (en) * | 2007-12-26 | 2010-01-29 | Vladimir Schiliov | Method for applying an identification tag on solid material resources |
RU2009110121A (en) * | 2009-03-23 | 2010-09-27 | Александр Николаевич Бойко (RU) | METHOD FOR IDENTIFICATION OF ELECTRIC CONDUCTING OBJECT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
-
2011
- 2011-09-05 RU RU2011136594/02A patent/RU2479673C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006119561A1 (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-16 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | High-resolution tracking of industrial process materials using trace incorporation of luminescent markers |
RU2340705C2 (en) * | 2006-12-21 | 2008-12-10 | Зао "Интерметкомпозит" | Method and facility for surface marking by gas-dynamic method |
MD4007B2 (en) * | 2007-12-26 | 2010-01-29 | Vladimir Schiliov | Method for applying an identification tag on solid material resources |
RU2009110121A (en) * | 2009-03-23 | 2010-09-27 | Александр Николаевич Бойко (RU) | METHOD FOR IDENTIFICATION OF ELECTRIC CONDUCTING OBJECT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2644183C2 (en) * | 2016-05-13 | 2018-02-08 | Владимир Дмитриевич Шкилев | Identification document |
RU2702773C1 (en) * | 2018-04-16 | 2019-10-11 | Владимир Дмитриевич Шкилев | Pinch erosion-bearing rocket engine |
RU2740739C2 (en) * | 2018-04-16 | 2021-01-20 | Владимир Дмитриевич Шкилев | Detonation jet engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011136594A (en) | 2013-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4667378B2 (en) | Method and apparatus for generating extreme ultraviolet radiation or soft x-ray radiation | |
EP0282666A1 (en) | Gas discharge derived annular plasma pinch x-ray source | |
RU2479673C1 (en) | Impulse electrogasdynamic formation method of identification marks on surface of solid material | |
AU2016282063B2 (en) | 3D printing method and apparatus | |
JPWO2007037358A1 (en) | Organic EL display and manufacturing method thereof | |
RU2663022C1 (en) | Method of application of electroerousion-resistant coatings based on oxide cadmium and silver onto copper electrical contacts | |
CN103874312A (en) | Generation method and device of Z-pinch shell plasma column | |
RU2663023C1 (en) | Method of application of electric erosion-resistant coatings based on tin and silver oxides onto the copper electric contacts | |
RU2545852C1 (en) | Method of application of electrical erosion-resistant coatings based on molybdenum and copper on copper electric contacts | |
Ivanenkov et al. | Experimental study of X-pinch dynamics | |
JP5340308B2 (en) | Filament discharge ion source | |
US20130188764A1 (en) | Systems and methods for generating electron spiral toroids | |
US9806501B1 (en) | Spark gap with triple-point electron emission prompting | |
RU2436864C1 (en) | Procedure for application of composite laminate molybdenum-copper coating on copper contact surface | |
JP4347671B2 (en) | Optical element molding mold manufacturing method and optical element molding mold manufacturing apparatus | |
Balanovskii | Spark stage of welding arc discharge binding on an aluminum surface | |
EP0140730A1 (en) | Soft X-ray source utilising a microch annel plasma created by photoionization of a gas | |
EP2835039B1 (en) | A method for stabilizing a plasma and an improved ionization chamber | |
CN106796863A (en) | The coating member carried out by ion exposure except film method and film removing device | |
RU2809288C1 (en) | Method of electro-explosive spraying of electrical erosion-resistant coatings based on molybdenum and gold on copper electrical contact | |
US6759686B2 (en) | Silicon-based ultra-violet LED | |
RU2105407C1 (en) | Method and device for electrical energy generation | |
RU171371U1 (en) | VACUUM DISCHARGE | |
CN110444462A (en) | A kind of electric discharge device of photoelectric effect enhancing | |
Shipilova et al. | Table-Top Ion Implanter Based on Low-Voltage Vacuum Spark |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130906 |