Введение к работе
Актуальность темы. Керамика как конструкционный материал для различного рода приборов получила широкое применение в различных областях современной науки и техники, особенно в производстве электронных и ионных приборов, атомных реакторов, ускорителей заряженных частиц, аппаратов химической промышленности, медицинской аппаратуры и пр.
Современные керамические материалы должны обладать высокой механической и электрической прочностью при высоких температурах и в различных средах, вакуумной плотностью, термостойкостью, химической и радиационной стойкостью. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяют керамические материалы на основе окиси алюминия AI2O3. Поэтому керамика на основе AI2O3 стала незаменимым конструкционным диэлектриком современного приборостроения.
Наряду с разработкой керамических материалов возникла
необходимость создания высокопрочных, вакуумплотных соединений керамики с различными металлами и сплавами.
За последние годы разработаны и внедрены в производство различные способы изготовления металлокерамических узлов: пайка предварительно металлизированной керамики твердыми припоями, контактно-реактивная пайка, пайка с помощью глазурей, стеклоцементов и др.
Важным технологическим этапом получения металлокерамического соединения является металлизация керамики. В последнее время в связи с развитием вакуумных и плазменных технологий появилась возможность использования нового метода металлизации керамики - получение покрытия в условиях ионного облучения. Металлизация керамики методом вакуумного осаждения металла, обеспечивает образование металлизирующего покрытия с плотной структурой. Методы вакуумного напыления дают возможность на атомарном уровне воздействовать на процессы формирования покрытия. Это
. x
4 создает возможность существенно улучшить физико-технические параметры соединяемых материалов.
Получение металлизирующего покрытия, обладающего высокими адгезионными свойствами по отношению к материалу подложки, изучение физических характеристик этих материалов, а также исследование взаимодействия керамики с металлами в твердой фазе является актуальной задачей.
Цель и задачи исследования: Целью работы явилось исследование физико-химических процессов при металлизации керамики МК (микролит) титановым покрытием, наносимым электродуговым распылением в вакууме и изучение физических характеристик металлизирующего слоя.
При этом в диссертационной работе решались следующие задачи:
изучение возможности образования промежуточных фаз в металл-керамических соединениях;
исследование термоокисления титановых пленок в вакууме и воздушной атмосфере;
исследование структуры наносимого покрытия;
исследование дефектов кристаллического строения металлизирующего слоя;
- изучение адгезионной прочности соединяемых металлов.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-
изучены структурные и фазовые превращения в металлизирующем слое при высокотемпературном отжиге в вакууме и атмосфере;
-
исследована морфология поверхности металлизирующего слоя, показано влияние предварительной обработки поверхности керамики на адгезию покрытия;
-
определены параметры и дефекты субструктуры конденсированных, титановых пленок на керамике микролит;
5 4. исследована возможность получения соединения титана с керамикой на основе окиси алюминия с использованием вакуум-плазменных методов металлизации. На защиту выносятся результаты:
- расчета кинетических параметров процесса термического окисления;
- образования промежуточных фаз в зоне контакта керамика-металл в
результате отжига до 1200 С;
- результаты исследования структурных и фазовых превращений при
высокотемпературном отжиге в вакууме и атмосфере
металлизирующего покрытия; экспериментально установление-. возникновение дефектов
кристаллического строения II рода в пленках титана при конденсации
на керамику микролит; Практическая ценность. Предложенный метод электродугового осаждения покрытий представляется перспективным для создания соединения керамики микролит с титаном, благодаря уникальным свойствам покрытия, заключающимся в высокой плотности, хорошей адгезии, способности сохранять состав переносимого материала, а также высокой дисперсности металлизирующего слоя, увеличивающей реакционную способность материала покрытия.
Апробация работы. Основные положения и результаты
диссертационной работы докладывались на Региональных научно-
технических, конференциях (1995-2000 г.г., Благовещенск, ДальГАУ), на
международном симпозиуме "Принципы и процессы создания
неорганических материалов" (Первые Самсоновские чтения, 1998), на 3 — международной встрече Керамических обществ Тихоокеанского обрамления (Корея, 1998).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.
6 Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения общим объемом/^а страниц, включая<Дб рисунковЛ-"таблиц и библиографии из7*7наименований.