Реакционное смачивание и растекание в системе медь-корунд

• Автор: Козлова, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Содержание
Содержание

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Основные уравнения смачивания

1.1.1. Случай идеально гладкой поверхности твердой подложки

1.1.2. Случай шероховатой, неоднородной поверхности твердой подложки

1.1.2.1. Влияние шероховатости

а) «Неоднородное смачивание»

1.1.2.2. Влияние химических неоднородностей поверхности

1.2. Динамическое смачивание
1.2.1. Растекание в системах без химической реакции
1.2.2. Растекание в системах с химическим взаимодействием
1.2.2.1. Смачивание растворением
1.2.2.2. Образование объемной фазы
а) Растекание, контролируемое химической реакцией в области 21 тройной линии
б) Растекание, контролируемое диффузией активного элемента 23 в жидкой фазе
1.3. Смачивание твердых металлов жидкими металлами и сплавами
1.4. Смачивание ионоковалентных оксидов жидкими металлами и сплавами
1.5. Пайка
1.6. Механические свойства паяных швов
1.7. Фазовые диа]раммы
Выводы
Глава 2. Методы исследования
2.1. Методы изучения смачивания
2.1.1. Метод лежачей капли
2.1.2. Метод дозированной капли
2.2. Экспериментальные установки для смачивания
2.2.1. Вакуумная печь с алундовой трубкой
2.2.2. Вакуумная печь с металлическим корпусом
2.3. Видеосъемка и обработка изображения капли
2.4. Методика исследования структуры и строения межфазной границы 48 расплав/подложка
2.5. Экспериментальная установка для пайки
Глава 3. Динамика растекания расплавов на основе Cu-Ag-Ti на корунде
3.1. Введение
3.2. Методы исследования и материалы
3.2.1. Формирование и отрыв капель
3.3. Результаты исследований
3.3.1. Исследования образцов
3.4. Обсуждение результатов
3.4.1. Характеристические углы смачивания
3.4.2. Кинетика растекания, сопровождающегося адсорбцией
3.4.3. Растекание с образованием объемной фазы
3.5. Выводы
Глава 4. Физико-химические свойства реакционной пайки системы медь/корунд
Содероісание З
4.1. Аналитический обзор
4.2. Выбор методов исследования
4.3. Экспериментальная процедура и материалы
4.3.1. Паста титана
4.3.1.1. Состав
4.3.1.2. Разложение пасты титана в вакууме
4.3.1.3. Разложение пасты титана на воздухе
4.3.2. Цикл термической обработки
4.4. Пайка в системе корунд/корунд
4.4.1. Результаты
4.4.2. Обсуждение результатов
4.4.2.1. Равномерное распределение титана в жидкости
4.4.2.2. Микроструктура паяных швов
4.4.2.3. Реакционная способность на межфазных границах
4.5. Пайка в системе медь/корунд
4.5.1. Результаты
4.5.1.1. Влияние концентрации титана
4.5.1.2. Влияние времени пайки
4.5.1.3. Температурный фактор
4.5.2. Обсуждение результатов
4.5.2.1. Микроструктура спаянного шва
4.5.2.2. Реакционная способность на межфазных границах
4.6. Выводы
Г лава 5. Механические свойства соединений медь/корунд
5.1. Введение
5.2. Материалы и экспериментальные условия
5.2.1. Материалы
5.2.2. Пайка
5.2:3. Тесты на герметичность
5.2.4. Описание экспериментальной установки для тестов на растяжение
5.3. Результаты испытаний паяных соединений
5.3.1. Характеристики соединения, полученного реактивной пайкой
Первый вид прерванных испытаний
Второй вид прерванных испытаний
5.3.2. Сравнение результатов, полученных нереактивной и реактивной 125 пайкой (СВ4)
5.3.3. Оптимизация испытаний на растяжение
5.3.4. Влияние способа введения титана в припой
5.3.5. Влияние концентрации титана
5.3.6. Влияние толщины шва
5.3.7. Влияние формы мениска
5.4. Выводы
Глава 6. Измерение величины работы адгезии соединения медь/корунд
6.1. Введение
6.2. Материалы и экспериментальные условия пайки
6.2.1. Материалы
6.2.2. Экспериментальные условия пайки
6.2.3. Описание экспериментальной установки для испытаний на вытяжку 144 сферической лунки с помощью пуансона
Содержание
6.3. Выбор толщины медных дисков
6.3.1. Сравнение результатов, полученных при пайке припоем СВ4
6.4. Результаты
6.5. Обсуждение результатов
6.6. Моделирование
6.6.1. Геометрия
6.6.2. Свойства материалов
6.6.3. Граничные условия и сетка
6.6.4. Результаты
6.7. Выводы
Выводы
Список литературы
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Литературный обзор
Рисунок 1.24. Испытания для измерения прочности паяного шва: (а) на трех точечный изгиб [46]; (б) на четырех точечный изгиб; (в) на расслаивание; (г) на разрыв (АБТМ Р19-64)
Однако использование данного теста для соединений металл/керамика приводит к образованию трещины в менее прочном материале - керамике и, поэтому определить прочность паяного шва практически невозможно. Во избежание данной проблемы некоторые ученые попытались применить испытание на расслаивание [45] или трех точечный изгиб (см. рис. 1.24).
В данной работе для тестирования паяных швов мы попытались внедрить методику, используемую в основном для испытаний полимерных мембран. Благодаря распространению трещины в шве, данная методика позволит измерить прочность паяного шва, а также определить влияние химического состава припоя на механическую прочность соединения металл/керамика.
1.7. Фазовые диаграммы
В данной работе мы будем неоднократно обращаться к некоторым фазовым диаграммам и, в частности, к диаграммам системы Си-А§-Тп
На рис. 1.25 представлена двойная фазовая диаграмма Си-А§. Данная диаграмма состоит из простой эвтектики, ограниченной двумя твердыми растворами со значительной растворимостью меди в серебре и взаимно.