Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

для повышения прочности на отрыв — кварц-напылением (хромом, никелем). При использовании соединения «в стык» необходимо использовать приспособления (например, струбцину). Если соединяемая конструкция внутри отверстия / обода, то при термообработке состав расширяется и создаёт необходимое давление, способствующее проникновению ДТК в поры. На начальной стадии термообработки при нанесенной ДТК вокруг частицы меди образуется тонкий слой (~ 1 мкм) фазы, состоящей из легкоплавкого сплава, насыщенного медью. По мере увеличения продолжительности термообработки происходит нарастание слоя фазы, более богатой медью (табл. 1). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 160-166. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 160-166. Т а б л и ц а 1 Толщина диффузионного слоя на медных частицах (диаметр 40-20 мкм) в зависимости от температуры (числитель, °С) и продолжительности (знаменатель, ч) термообработки Порошок меди, % Режим обработки Толщина слоя, мкм Порошок меди, % Режим обработки Толщина слоя, мкм 30 80/10 Не затвердел 57 80/10 До 5,0 -//- 120/10 -//- -//- 120/10 До 10,0 45 80/10 -//- 67 80/10 До 5,0 -//- 120/10 До 3,0 -//- 120/15 > 10,0 -//- 180/6 >15,0 -//- 180/6 > 16,0 Толщина слоя при температурах 120 °С и выше для выдержки более 6 ч приводит к уменьшению размера частиц порошка меди и образованию вокруг них оболочек из ИМС с галлием, цинком, оловом и другими компонентами сплава, а также с твердыми растворами между ними. Процесс взаимодействия компонентов делится на стадию образования диффузионного слоя и стадию массопереноса во взаимно противоположных направлениях до затвердевания состава и полного «расходования» жидкой фазы. При термообработке 180 °С и выше в шве наблюдается значительная пористость, объясняемая существенной разностью коэффициентов диффузии меди и составляющих легкоплавкого сплава. Наличие пор свидетельствует о том, что массоперенос атомов в направлении легкоплавкий сплав ^ медь происходит со значительно большей скоростью. Снижение температуры термообработки позволяет выровнять коэффициенты диффузии и снизить порообразование. Этому может способствовать также использование порошков-наполнителей с повышенной активностью и реакционной способностью [3], а также применение порошков из сплавов, например CuSn (ПМОСФ5, ТУ48-1318-03-84) и др. Изучение структуры образцов показало, что при выборе оптимального состава (порошка сферического в количестве 55-60 %) дисперсностью 20-40 мкм, режима термообработки 120 °С и времени выдержки 10-12 ч в припое исключается наличие не провзаимодействующей с порошком жидкой фазы. Механическая прочность на отрыв образцов металлов, соединенных составом Bi-In-Pb-Sn-Ga-Cu, имеет значения, МПА: Ni-Ni 9-10; Ti-Ti 8-10; нержавеющая сталь — нержавеющая сталь 10-18, присадка до 1 % церия в состав пасты существенно повышает прочность на отрыв керамических образцов (табл. 2). Т а б л и ц а 2 Предел прочности на отрыв образцов неметаллических материалов, соединенных составами многокомпонентных сплавов с медным сферическим порошком, МПа Состав припоя Стекло — стекло Кварц — кварц АОК — АОК* Медь — рубин In-Sn-Pb-Bi-Cd-Cu 2,0 — 4,0 2,0 — 3,0 3,0 — 4,0 6,0 — 8,0 In-Sn-Pb-Bi-Cd-Ce-Cu 8,0 — 9,0 5,0 — 8,0 6,0 — 8,0 8,0 — 10,0 Bi-Pb-In-Sn-Cd-Ga-Ce-Cu- 10,0 — 11,0 7,0 — 10,0 8,0 — 9,0 9,0 — 11,0 * А О К — алюмооксидная керамика. Состав пасты, мас. %: (In — 19,1; Sn — 8,3; Pb — 22,6; Bi — 44,7; Cd — 5,3; жидкая матрица — 45 %) + 55 % Cu; температура плавления матрицы — 47 °С. Время затвердевания шестикомпонентной матрицы (Bi-Pb-In-Sn-Cd-Ga) с медным порошком (60 %) при температуре 70 °С составляет 100 ч, а при 150 °С для аналогичного состава— 10 ч. Соединения изделий из стекла (К-8) с деталями из ковара (29НК) или титана (ВТ-5) в изделиях радиоэлектронной аппаратуры успешно работают в диапазоне температур от -60 до +500 °С. Механическая прочность на отрыв соединений стекла и керамики составляет ~ 150 кг/см2, а на разрыв соединенных металлов — 780 кг/см2. Удельное электросопротивление приведенных составов, а также составов с порошками © Медянкина И. С., Скачков В. М., Пасечник Л. А., Сабирзянов Н. А., 2023 162