Введение к работе
Актуальность темы. Лазерная технология, благодаря своим широким возможностям, с успехом применяется в различных отраслях промышленности, в том числе и в машиностроении при обработке как металлов, так и неметаллов. Среди многообразия используемых материалов особое место занимают вакуумноплотные керамические материалы, обладающие высокими электроизоляционными свойствами в широком интервале температур, большой механической прочностью и устойчивостью к действию агрессивных сред. Важной особенностью керамических материалов является способность образовывать вакуумноплотные высокотемпературные соединения с металлами.
Получение металлокерамических соединений наиболее известными технологиями предполагает некоторые трудности из-за сложности обработки керамики, ее неустойчивости к тепловым ударам и механическим напряжениям. В процессе пайки или сварки существует необходимость использования инертной среды или вакуумных камер. Технологические возможности лазерных источников нагрева позволяют упрощать технологический процесс и получать металлокерамические соединения в атмосфере воздуха. Однако, накоплен лишь небольшой опыт применения лазерной сварки и пайки в вопросах соединения керамики с металлом и все технические решения находится в стадии научных исследований.
Целью диссертационной работы является исследование оптических характеристик и переходной зоны металлокерамических соединений, полученных методом лазерной пайки с целью разработки технологического процесса.
Достижение указанной цели реализовано путем решения следующих научных и практических задач:
определение оптических характеристик керамических материалов;
получение металлокерамических соединений с использованием лазерного излучения различными методами:
а) при помощи активных металлов;
б) при помощи оловянно-свинцовых припоев;
в) с керамикой, прозрачной для лазерного излучения;
исследование физико-химических процессов, протекающих в зоне соединения керамики с металлом;
построение физико-химической модели формирования контакта керамика - металл;
определение технологических режимов получения металлокера-мических соединений.
Научная новизна работы состоит в следующем:
определены коэффициенты отражения промышленных типов керамических материалов в видимой и ближней ЙК-области. Построены зависимости коэффициента отражения керамических материалов от температуры и шероховатости поверхности;
изучена переходная зона соединения керамики с металлом, установлены физико-химические закономерности протекающих процессов, определены термодинамические параметры образующихся фаз в зоне контакта;
предложена физико-химическая модель контакта высокоглиноземистой керамики с металлом;
на основании предложенной модели сформулированы технологические требования к металлу и керамике;
определены технологические режимы получения металлокерами-ческих соединений методом лазерной активной пайки при помощи непрерывного излучения;
разработан способ изготовления герметичных металлокерами-ческих узлов путем активной пайки в воздушной среде лазерным излучением с использованием керамики, прозрачной для лазерного излучения (положительное решение государственной экспертизы от 27.09.96г. на заявку № 95119198/03(033701)).
Практическая значимость определена тем, что разработанная технология соединения керамики с металлом дает устойчивое воспроизведение результатов и может быть рекомендована для промышленного внедрения (в частности для производства проходных изоляторов типа ИПН - 200, используемых в атомной энергетике).
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Региональных научно-технических конференциях молодых ученых Приамурья (1994-1996ГГ., г.Благовещенск, АмГУ), Международной научно-технической конференции по лазерной обработке поверхности "Амур - 94". Четвертой международной
школе-симпозиуме "Физика и химия твердого тела" (1994г., г.Благовещенск), Российской научно-технической конференции "Перспективные технологические процессы обработки материалов" (октябрь 1995г., г.С.-Петербург), Российской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии" (ноябрь 1995г.. г.Москва), г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав с выводами, общих выводов, списка использованных источников (ЛР? наименований), .?.. приложений.
Работа выполнена на АО страницах, содержит fЛ рисунок. J.Q таблицы.
