Соединение узлов электронных приборов методом электрического взрыва прослоев в вакууме

• Автор: Конюшков, Владимир Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Введение.
Глава 1 ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОИНТЕНСИВНЫХ МЕТОДОВ СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ, МЕТАЛЛОВ С НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ И НЕМЕТАЛЛОВ ДРУГ С ДРУГОМ
1.1 Основные технологические схемы высокоинтенсивных процессов соединения материалов в твердом состоянии.

1.1.1 Сварка взрывом СВз

1.1.2 Магнитноимпульсная сварка МИС.

1.1.3 Вакуумнотермическая магнитоимпульсная обработка ВТМИО

1.1.4 Сварка импульсным электрическим разрядом в жидкости СИЭЖ.

1.1.5 Ударная сварка в вакууме УСВ

1.1.6 Диффузионная сварка ДС.

1.1.7 Соединение через электрически взрываемые прослои в вакууме СВзПВ.

Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЗРЫВА ПРОСЛОЕВ НА ОСНОВЕ КИНЕТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОЦЕССА.
2.1 Классификация методов сварки взрывом проводников и особенности отдельных этапов взрыва в вакууме.
2.2 Разработка моделей процесса электрического взрыва проводников на основе колебательного контура с переменным сопротивлением.
2.3 Кинетическая схема образования соединения при сварке с использованием ЭВПВ.
2.3.1 Первая стадия электрический взрыв проводника
2.3.2 Вторая стадия химическое взаимодействие.
2.3.3 Третья стадия объемное диффузионное взаимодействие
Глава 3 РАЗРАБОТКА ФИЗИЧЕСКИХ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЗРЫВА ПРОСЛОЕВ И ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ ПРОДУКТАМИ ВЗРЫВА
3.1 Процесс формирования прослоев продуктами электрического взрыва
проводника.
3.2. Электрический взрыв прослоев из фольги. Перколяцонная модель взрыва.
3.3 Кристаллографические аспекты нанотехнологий соединения разнородных материалов через электрически взрываемые прослои.
3.4 Термоупругие напряжения в компенсированных трехслойных металлокерамических узлах
Глава 4 РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ, МЕТОДИК ИССЛЕДОВАЕНИЙ, РЕЖИМОВ НАНОТЕХНОЛОГИЙ СОЕДИНЕНИЙ НЕМЕТАЛЛОВ С НЕМЕТАЛЛАМИ И МЕТАЛЛОВ С НЕМЕТАЛЛАМИ И ИССЛЕДОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ
4.1 Опытнопромышленная установка для сварки.
4.2 Разработка методик и экспериментальные исследования
4.3 Результаты экспериментальных исследований
4.4 Соединение пьезоэлектрических керамик с металлами.
Глава 5. ОПРОБИРОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И РАЗРАБОТКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ СХЕМ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ВЗРЫВАЕМЫЕ ПРОВОДНИКИ
5.1 Изготовление корпуса лазерного гироскопа
5.2 Разработка оборудования.
Литература
Введение
Актуальность


Плавление и последующая кристаллизация при электрическом взрыве приводит к переориентации предпочтительных кристаллографических направлений в кристаллах металлической прослойки к решетке неметаллического материала на уровне наноразмеров, что обеспечивает формирование качественных соединений до уровня прочности одного из соединяемых материалов. Технологические режимы технологий соединения кварцкварц, ситаллситалл, ферритферрит, пьезокерамикапьезокерамика для сварки через прослои на основе металлографических, фарактографических, рентгеноспектральных исследований и механических испытаний. Установлено, что по сравнению со всеми известными методами сварки материалов в твердом состоянии метод соединения через взрывающиеся прослои в вакууме перспективен для получения качественных узлов при уменьшенных до 0,,3 Тпл температур и удельных давлениях. Разработана кинематическая модель процесса, описывающая весь сложный спектр электрических, физическохимических и объемного взаимодействия при электрическом взрыве прослоя и контактировании соединения материалов на всех стадиях и этапах процесса. Согласно впервые предложенной перколяционной модели и экспериментальным результатам описана физическая картина эл. Впервые установлено, что после электрического взрыва и кристаллизации прослоя происходит переориентация предпочтительных направлений в кристаллах прослоя к решетке неметаллического материала, сопровождаемое изменением параметров решетки на уровне наноразмеров, выигрышу свободной энергии поверхности и формированию качественных соединений. Комплексом современных методов исследований установлены параметры процесса получения качественных соединений СВзПВ узлов из следующих пар материалов ситаллситалл, кварцкварц, ситаллкварц, ферритыферриты через прослойку из сплава НД, пьезокерамикапьезокерамика. Практическая значимость. Разработана и изготовлена полупромышленная установка для соединения металлов, металлов с неметаллами и неметаллов с неметаллами через электрически взрываемые прослои. Разработаны методики проведения экспериментальных исследований по соединению материалов в указанной установке. Результаты исследований рекомендованы к внедрению в ОАО НЛП Контакт г. Саратов. Материалы исследований внедрены в учебный процесс на кафедре Электронное машиностроение и сварка СГТУ в виде лекций и лабораторных работ по дисциплинам Технология материалов и изделий электронной техники и Оборудование и технология сварки и пайки изделий электронной техники. Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на 5й Всероссийской с международным участием НТК Быстрозакаленные материалы и покрытия и научнотехническом семинаре Диффузионная сварка и е роль в современной технике, МАТИ РГГУ им. К.Э. Циолковского, г. Современные проблемы машиностроения труды 4 межд. Томск г. Четвертой Российской студенческой НТК Вакуумная техника и технология КГТУ Казань, НТК Электроника и вакуумная техника приборы и устройства. Технология. Материалы Саратов , на Международной НТК Успехи современной электротехнологии Саратов , на XXII Международной научной конференции Математические методы в технике и технологиях ММТТ, Псков , на Научнотехнической конференции с участием зарубежных специалистов Вакуумная наука и техника, Сочи , на Международной РоссийскоКазахстанскоЯпонской научной конференции, Волгоград , на Пятом Саратовском салоне изобретений и инноваций г. Публикации. По теме диссертации опубликовано работ в том числе 1 статья в изданиях рекомендованных ВАК РФ, статей в научных сборниках. Личный вклад автора. Личный вклад автора заключается в постановке целей и задач исследования, разработке методик и моделей исследований, модернизации оборудования и разработке технологий. Обсуждение полученных теоретических и экспериментальных результатов проводилось совместно с научным руководителем и с соавторами публикаций. Основные выводы по проведенной работе сформулированы автором работы. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы, включающего наименований, акта использования результатов в производстве. Работа изложена на 8 страницах, содержит рисунков и 4 таблицы.