Резонансная высокочастотная система из Al-Be-сплава при криогенных температурах

Abstract

Проведены исследования поверхностного сопротивления Al, Be и Al-Be-сплава в диапазоне температур 293…4,2 К при частоте 5,0 ГГц. Показано, что поверхностное сопротивление Al-Be-сплава при температуре жидкого азота ниже, чем поверхностное сопротивление каждого компонента в отдельности. Обнаружено, что поверхностное сопротивление Al-Be-сплава остается постоянным при Т ≥ 50 К. Анализ металлографической и электронно-микроскопической структур Al-Be-сплава показал, что после термомеханической обработки в поверхностном слое материала создается эвтектическая структура, которая характеризуется низкой плотностью дислокаций, приводящей к понижению поверхностного сопротивления сплава при криогенных температурах. Результаты исследования позволяют сделать вывод, что Al-Be-сплав может с успехом использоваться как конструкционный материал для создания криогенных резонансных высокочастотных систем, работающих в диапазоне температур 77,4…4,2 К.

Проведено дослідження поверхневого опору Al-Be-сплаву та Al, Be у діапазоні температур 293…4,2 К при частоті 5,0 ГГц. Показано, що поверхневий опір Al-Be-сплаву при температурі рідкого азоту нижче, ніж поверхневий опір кожного компонента окремо. Виявлено, що поверхневий опір Al-Be-сплаву залишається постійним при Т≥50 К. Аналіз металографічної і електронно-мікроскопічної структур Al-Be-сплаву показав, що після термомеханічної обробки в поверхневому шарі матеріалу створюється евтектична структура, що характеризується низькою щільністю дислокацій, що приводить до зниження поверхневого опору сплаву при криогенних температурах. Результати дослідження дозволяють зробити висновок, що Al-Be-сплав може з успіхом використовуватися як конструкційний матеріал для створення криогенних резонансних високочастотних систем, які працюють у діапазоні температур 77,4…4,2 К.

This work presents investigations into surface resistance of Al-Be alloy and Al, Be in the temperature range of 293…4.2 К, at the frequency of 5.0 GHz. It was demonstrated that the surface resistance of Al-Be alloy at liquid nitrogen temperature is below the surface resistance of each separate component. It was found that the surface resistance of Al-Be alloy remains constant at Т≥50 К. A metallographic and electron-microscopic structure analysis of Al-Be alloy demonstrated that after thermomechanical treatment a eutectic structure is formed in the outer layer of the material characterized by low dislocation density, which results in reduction of surface resistance of the alloy at cryogenic temperatures. The investigation results allow to make a conclusion that Al-Be alloy can be successfully employed as a structural material for high-frequency cryogenic resonance systems operating in the temperature range of 77,4…4,2 К.