Повышение термических и механических характеристик ферритометаллических узлов электровакуумных приборов

• Автор: Куц, Любовь Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. Ферритометаллические узлы радиоэлектронных приборов и методы их изготовления.

1.1. Общие принципы использования ферритов в области СВЧ

1.2. Типовые конструкции линейных ферритовых СВЧ приборов.

1.3. Применение ФМУ в электровакуумных приборах СВЧ.

1.4. Ферриты СВЧ и металлы для ФМУ

1.4.1. Основные ферриты СВЧ диапазона

1.4.2. Механические и теплофизические свойства ферритов

1.4.3. Металлы для изготовления ФМУ

1.5. Конструкция ФМУ

1.6. Методы изготовления ФМУ
1.6.1. Получение клеевых соединений
1.6.2. Паяные соединения металлов с ферритами
1.6.3. Диффузионное соединение ферритов с металлами
1.6.4. Оборудование и технологическая оснастка для процесса
диффузионного соединения ферритов с металлами
ГЛАВА 2. Теоретические исследования влияния условий выполнения диффузионного соединения на термические и механические характеристики ФМУ
2.1. Термодинамический анализ возможных изменений химического состава ферритов в условиях выполнения диффузионного соединения
2.2. Теоретический анализ изменения давления кислорода в контакте ферритметалл.
2.3. Теплопроводность клеевых, паяных и диффузионных соединений ФМУ
2.4. Определение зависимости прочностных характеристик
ферритовых деталей и ФМУ от их размеров
ГЛАВА 3. Разработка нейросетевой модели технологического процесса
диффузионного соединения ФМУ.
ЗЛ. Нейронные сети и методы аппроксимации на их основе
технологических зависимостей.
3.2. Создание базы данных и построение нейросетевой модели
процесса диффузионного соединения ФМУ
ГЛАВА 4. Оптимизация конструкции технологической оснастки для процесса диффузионного соединения ФМУ.
4.1. Анализ конструкции технологической оснастки для выполнения диффузионных соединений крупногабаритных ФМУ.
4.2. Оптимизация конструкции технологической оснастки
ГЛАВА 5. Испытания ФМУ, выполненных на основе
диффузионного соединения и совмещенных конструкций.
ферритовых и электровакуумных приборов.
5.1. Испытания ФМУ, выполненных диффузионным соединением
5.2. Испытания ЛБВМ с совмещенной конструкцией ферритового вентиля и замедляющей системы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Г РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Работа выполнена в лаборатории «Вакуумно-сварочной техники» кафедры «Электронное машиностроение и сварка» Саратовского государственного технического университета им. Ю.А. Гагарина в соответствии с научно-технической программой на - г. В. «Решение технологических проблем электроники и наноэлектроники». Целью работы является совершенствование технологии диффузионного соединения ферритов с металлами для повышения термических и механических характеристик ФМУ электровакуумных приборов на основе нейросетевого моделирования. СВЧ испытания конструкций ФМУ для ЭВП на термоциклические, вибрационные, динамические нагрузки, а также выходных параметров ЛБВМ со встроенными ФМУ. Решение поставленных задач осуществлялось с использованием дифференциальных уравнений теплопроводности, термодинамического анализа изменения энергии Гиббса для химических реакций образования моноферритов, уравнений вакуумной техники, статистической модели Вейбулла, нейросетево-го моделирования, уравнений регрессии для определения прочности диффузионного соединения феррофанатов, компьютерного профаммного обеспечения (Mathcad и Sol id Works). Разработанная нейросетевая модель диффузионного соединения ферро-фаната СЧ6 с медью МОб адекватно отражает физико-химические процессы диффузионного соединения и позволяет определять значения технологических параметров требуемых для получения прочных (тсдв, 0+0 кПа) ферритометаллических узлов с объемом ферритовых деталей от 0,3 до 2,5 см3. Технологические параметры: Т=°С; Р= 1,7* 4 кПа; t=,4 мин; скорость остывания ФМУ - Voc=0,2 °С/с, обеспечивают получение прочных диффузионных соединений гсксаферрита бария марки СЧФ2В1 с медью МОб для ферритовых деталей с объемом 0,3 см3. Определены температурные интервалы стабильности химического (фазового) состава феррофанатов и феррошиинелей при нафеве в вакууме Г’3 Па. Для феррофанатов - до °С. Для никелевой феррошпинели - до °С. Для магниевой феррошпинели - до 3°С. Аналитические модели теплопроводности ФМУ, выполненных клейкой, пайкой и диффузионным соединением, позволяют определить максимальные температуры их нагрева при заданных значениях поглощенной ферритами мощности СВЧ-сигнала (-К Вт/см3) в зависимости от толщины ферритовых деталей. Впервые разработана нейросетевая модель технологического процесса диффузионного соединения феррофанатов с медью, учитывающая размеры ферритов на основе статистической модели Вейбулла, и обеспечивающая получение ФМУ с прочностью на сдвиг в интервалах 0^0 кПа. Найдены оптимальные режимы процесса диффузионного соединения гексаферрита бария марки СЧФ2В1 с медью, обеспечивающие высокое качество соединения ФМУ. Найдены новые конструктивные решения технологической оснастки требуемой для выполнения диффузионных соединений ФМУ, позволяющие сократить фадиент температур на ферритовых деталях с -К до 5-^-Ю °С, что повышает скорость остывания с 0, до 0,°С/с и сокращает операционное время на 1,2 часа (%). Разработаны и изготовлены ФМУ на основе феррофанатов марок ЗОСЧЗ, СЧ4, СЧ6, СЧ6 и гексаферрита марки СЧФ2В1. Оптимизирована конструкция многоместной технологической оснастки, позволяющая сократить операционное время выполнения диффузионного соединения на %. Разработана инженерная методика определения технологических параметров диффузионного соединения феррофанатов с медью на основе нейро-сетевых моделей. С помощью разработанного техпроцесса в НИИ «Алмаз» была создана исгштанаш^рвая шерраяе но^сщашширанцпояосшшрбШйЬЬданщме^рёВМо диапазона с ферритовым вентилем, встроенным в узел замедляющей системы прибора, результаты испытаний ЛБВМ приведены в актах внедрения. Разработанные режимы диффузионных соединений феррогранатов ЗОСЧЗ, СЧ4, СЧ6, СЧ6 с медью МОб используются в ЗАО НПК «Феррит-Квазар» при изготовлении ферритовых приборов. Материалы исследований внедрены в учебный процесс в виде материалов лекций и методических указаний к лабораторным работам по дисциплинам: «Материалы и элементы электронной техники» и «Технология материалов и изделий электронной техники», «Оборудование производства электронной техники».