Разработка технологии пайки прецизионных железо-никель-кобальтовых сплавов с пьезокерамикой алюминиевыми припоями

• Автор: Чумаченко, Галина Викторовна
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 211 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
л# Введение
1. Способы соединения пьезокерамики с металлами
1.1. Клеевые соединения металлокерамических узлов
1.2. Получение сварных металлокерамических узлов
1.3. Способы получения паяных металлокерамических узлов
1.4. Свойства пьезокерамики
1.5. Свойства коваровых сплавов
2. Методика проведения исследований
2.1. Применяемые материалы
ж 2.2. Методика исследования капиллярных свойств алюминиевых припоев
2.3. Методы металлофизических исследований свойств комбинированных соединений
3. Исследование капиллярных свойств алюминиевых припоев
3.1. Обоснование выбора среды пайки
3.2. Кинетика растекания алюминия по низкоуглеродистой стали
3.3. Кинетика растекания алюминия по никелю и инвару
3.4. Кинетика растекания алюминия
по железо-никель-кобальтовым сплавам
3.5. Влияние легирования на капиллярные свойства алюминия Выводы к главе

4. Исследование взаимодействия на межфазной границе
4.1. Взаимодействие на границе алюминиевые припои - сталь
4.2. Взаимодействие алюминиевых припоев с никелем

4.3. Взаимодействие алюминиевых припоев с железо-никель-кобальтовыми сплавами Выводы к главе
5. Исследование процессов, протекающих при взаимодействии пьезокерамики типа ЦТС с расплавами металлов и сплавов
5.1. Термодинамический анализ взаимодействия пьезокерамики типа ЦТС с алюминиевыми припоями
5.2. Термодинамическая оценка взаимодействия пьезокерамики типа ЦТС с серебром
5.3. Исследование процессов взаимодействия припоев с пьезокерамикой типа ЦТС
5.4. Исследование возможности получения паяного соединения пьезокерамики типа ЦТС с коваровыми сплавами
Выводы к главе
6. Разработка технологии пайки ковара Н29К18 с пьезокерамикой ЦТС-83Г
6.1. Анализ эксплуатационных требований к пьезоэлектрическим преобразователям и особенностей их конструкции
6.2. Технология изготовления пьезочувствительных элементов
6.3. Исследование характеристик макетов преобразователей Выводы к главе
Общие выводы и результаты работы
Список использованных источников Приложение
ВВЕДЕНИЕ
В приборостроении, электронной, авиационной и других отраслях промышленности в ряде конструкций для получения оптимальных эксплуатационных свойств широко используются соединения разнородных материалов. В 90-е годы XX столетия появились разработки новых неметаллических материалов аналогичных по свойствам керамикам. Оригинальные физикомеханические свойства этих новых материалов обусловлены наличием в них преимущественно ионного типа связи между атомами с различной долей ковалентной и металлической составляющих. Наряду с разработкой новых неметаллических материалов, в том числе и керамик со специальными свойствами, возникла необходимость создания их соединений с различными конструкционными металлами и сплавами. Применение комбинированных соединений из разнородных металлов, сплавов и неметаллических материалов позволяет реализовать оптимальные свойства обоих материалов, составляющих конструкцию; повысить эксплуатационные нагрузки и несущую способность как отдельных элементов, так и конструкции в целом; снизить массу и повысить коррозионную стойкость конструкций из разнородных материалов; повысить экономические показатели, связанные с ресурсосбережением, как в процессе изготовления, так и в процессе эксплуатации комбинированных конструкций.
Вместе с тем изготовление металлокерамических узлов связано с рядом трудностей, обусловленных различием свойств металлов, сплавов и неметаллических материалов, входящих в соединение. Основными из них являются следующие:
- различие температур плавления и рекристаллизации соединяемых материалов;

что скорость испарения окиси свинца в гелии в 1,5 раза выше, чем при обжиге в азоте и в воздухе.
Значения основных термодинамических параметров титаната свинца, цирконата свинца и их твердого раствора по данным работы [41] представлены в таблице 1.5.
Таблица 1.
Термодинамические параметры титаната свинца, цирконата свинца и их твердого раствора
Вещество Термодинамические параметры
-ДН298, ккал/моль -ДС298* ккал/моль $298. кал/мольтрад Ср(298-1200К). кал/мольтрад Е, ккал/моль
Титанат свинца 273,6 284,6 36,76 28,95+3,2-Ю^Т--5,05- 105Т2 91,5+3,
Цирконат свинца 308,3 319,1 38,36 27,75+4,46-10’ 3Т--4,22-105Г2 131+5,
Твердый раствор РЬ(Ті,гг)03 291,0 302,3 37,92 28,4+3,85-Ю^Т--4,64-105Г
Испарение окиси свинца с поверхности пьезокерамики типа ЦТС, приводящее к нарушению стехиометрии и, как следствие, к потере пьезоэлектрических свойств, является одним из факторов, которые необходимо учитывать при разработке технологий соединения пьезочувствительных элементов с металлами и сплавами.
Сложность получения соединения пьезокерамики с металлами заключается в том, что у керамических материалов почти полностью отсутствует пластичность, керамика чрезвычайно чувствительна к градиенту температур, как в процессе нагрева, так и в процессе охлаждения после сварки. Нагрев