Введение к работе
Актуальность работы. Улучшение качества металло-керамических узлов для изделий электронной техники при их микроминиатюризации является в настоящее время одной из актуальнейших задач, стоящих перед промышленностью. Это обуславливает в последнее время большой интерес исследователей к использованию нетрадиционных технологических процессов.
К таким процессам можно отнести метод холодного изостатиче-ского формования, что обусловлено, во-первых, своеобразием изо-статического формования как технологического процесса, определяющего уникальность структуры и свойств получаемых изделий и требующего всестороннего анализа как при формовании изделий из керамических и стеклообразных материалов различной структуры, так и при изготовлении металло-керамических узлов; во-вторых значительным потенциалом, которым обладает метод изостатиче-ского формования как технологический подход, обеспечивающий возможность получения целого ряда материалов и изделий с уникальными комплексами свойств.
Работы, положенные в основу диссертации, выполнялись в рамках госбюджетных тем: Республиканской программой на 1987-99 г. г. «Разработка и внедрение технологических процессов порошковой металлургии и нанесение защитных покрытий» (шифр 01.01.02, п.01.02.02), комплексной программой «Сибирь» (проблема «Новые материалы и технологии»).
Целью работы явилось установление основных закономерностей процессов получения керамических изделий и металлокерами-ческих узлов методом гидростатического формования.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
разработать оборудование и установки для осуществления технологических процессов холодного изостатического формования керамических изделий и металло-керамических узлов;
исследованить влияние технологических параметров изостатического формования и условий спекания магнезиально-силикатных материалов, порошков меди, псевдосплавов, полых керамических и силикатных микросфер на свойства материалов и изделий;
исследовать влияние условий формования и спекания на тепло-физические свойства алмазно-медных теплоотводов;
разработать рекомендации для промышленного использования результатов исследований и проведение опытно-промышленной апробации разработанных составов в промышленности электронной техники;
Научная новизна. 1. Впервые метод изостатического формования применен для получения миниатюрных изделий и металлокерамических узлов на основе магнезиально-силикатных диэлектриков и алмаз-
но-медных теплоотводов для изделий электронной техники, не имеющих аналогов.
2. Экспериментально выявлены закономерности влияния техноло
гических параметров формования на параметры тонкой структу
ры кристаллов и внутренние микронапряжения 1-го и 2-го рода
магнезиально-силикатных материалов и меди, заключающиеся в
изменении размеров кристаллитов и перераспределении микро
напряжений между зернами поликристаллов и внутри зерен; по
казана их взаимосвязь с механическими свойствами и микро
структурой.
3. На основе созданных технологических процессов изостатическо
го формования и оборудования разработаны процессы получения
медно-молибденовых псевдосплавов с заданными свойствами,
керамики на ZrC^ (УДП-ЧСДЦ), электро-теплоизоляционных ма
териалов на основе полых алюмосиликатных микросфер.
Практическая ценность работы. Созданы способы изготовле
ния миниатюрных деталей из магнезиально-силикатных диэлектри
ков и алмазно-медных теплоотводов для корпусов приборов мето
дом изостатического формования, внедренные в ФГУП НИИПП
(г.Томск).
Разработаны технологии получения конструкционных керамических материалов на основе УДП Zr02, электро-теплоизоляционных материалов на основе полых алюмосиликатных микросфер, сплав МД-50 внедрен в производство на предприятии п/я А-3262, при этом получен годовой экономический эффект 100,0 тыс. руб. (в ценах 1989 г.).
Разработаны и внедрены в производство установки гидростатического прессования (УИП-3) в Институте проблем материаловедения НАН Украины (г.Киев) и на предприятии п/я М-5204, годовой экономический эффект 28,0 тыс. руб. (в ценах 1989 г.); установка трехосного прессования внедрена на Юргинском машиностроительном заводе.
На защиту выносятся:
-
Результаты исследования специфики изготовления магнезиально-силикатных диэлектриков (стеатитовый ситалл и форстеритовая керамика), изделий и узлов на основе порошков меди, УДП оксидов и полых алюмосиликатных микросфер методом изостатического формования.
-
Экспериментально выявленные закономерности влияния технологических параметров формования на теплофизические свойства алмазно-медных теплоотводов.
-
Разработанные и внедренные в практику оборудование и установки для осуществления исследований и технологических процессов холодного изостатического формования керамических изделий и металло-керамических узлов.
4. Промышленное использование результатов исследований разработанных составов, технологий и оборудования в электронной технике.
Апробация работы. Результаты исследований по диссертационной теме докладывались и обсуждались на: 19 Международных, Всесоюзных, Всероссийских, Региональных конференциях: Международной научно-технической конфенции «Физико-химия и технология оксидно-силикатных материалов» (Екатеринбург, 2000); третьем и четвертом Российско-Корейском Международном симпозиуме (Новосибирск, 1999; Ульсан, 2000); 10-й Междунар. конф. по радиационной физике и химии неорганических материалов (РФХ-10) (Томск, 1999); Международной конференции «Датчик-95» (Барнаул, 1995); международной конференции «Прогрессивные методы и технологии получения и обработки конструкционных материалов и покрытий» (Волгоград, 1997); Международном семинаре «Нетрадиционные технологии в строительстве» (Томск, 1999); конференции, посвященной 100-летию строительного образования в Сибири (Томск, 1999); Всероссийской конференции «Решетневские чтения» (Красноярск, 1998); 16-й Российской школе по проблемам проектирования неоднородных конструкций (Миас, 1997); Региональной ГТК «Комплексная механизация и автоматизация в машиностроении» (Кемерово, 1988); 3-й и 5-й Региональных НТК «Молодые ученые и специалисты - ускорению НТП» (Томск, 1980, 1986); Всесоюзном семинаре «Теория и практика порошковой металлургии, электрофизические технологии в порошковой металлургии» (Челябинск, 1982); Всесоюзном семинаре «Прогрессивные технологические процессы нанесения порошковых защитных покрытий» (Челябинск, 1983); Всесоюзном семинаре «Практика разработки и внедрения новых прогрессивных методов порошковой металлургии и нанесения покрытий» (Челябинск, 1986); Всесоюзной конференции «Применение порошковых, композиционных материалов и покрытий в машиностроении» (Пермь, 1985).
Публикации. По материалам диссертации опубликована 41 работа.
Объем и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов по работе, списка использованной литературы из 174 наименований и приложения. Работа изложена на 191 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц и 43 рисунка.
