close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY11692

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.04.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 04B 35/10
B 28B 1/00
ШЛИКЕР ДЛЯ ГОРЯЧЕГО ЛИТЬЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
(21) Номер заявки: a 20071484
(22) 2007.11.30
(43) 2008.06.30
(71) Заявитель: Производственное республиканское унитарное предприятие "Завод Транзистор" (BY)
(72) Авторы: Турцевич Аркадий Степанович; Глухманчук Владимир
Владимирович; Солодуха Виталий
Александрович; Выговский Станислав Вячеславович; Добриян Татьяна
Сергеевна; Керенцев Анатолий Федорович (BY)
BY 11692 C1 2009.04.30
BY (11) 11692
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Производственное
республиканское унитарное предприятие "Завод Транзистор" (BY)
(56) МОРЯКОВ О.С. Производство корпусов
полупроводниковых приборов. - М.:
Высшая школа, 1985. - C. 92.
RU 2049758 C1, 1995.
SU 1759632 A1, 1992.
RU 2278090 C1, 2006.
RU 2149855 C1, 2000.
(57)
Шликер для горячего литья керамических деталей, включающий керамический наполнитель - минеральный порошок ВК-94-1, парафин, воск и олеиновую кислоту, отличающийся тем, что дополнительно содержит пластификатор - полипропиленгликоль-2000,
при следующем соотношении компонентов, мас. %:
минеральный порошок ВК-94-1
86,2-89,6
воск
0,2-0,3
олеиновая кислота
0,2-0,3
полипропиленгликоль-2000
1-2
парафин
остальное.
Изобретение относится к керамическому производству, а именно к технологии изготовления радиоэлектронных материалов, в частности к составам керамических шликеров,
и может быть использовано для литья керамических изоляторов при изготовлении металлокерамических корпусов мощных полупроводниковых приборов и керамических крышек
при изготовлении металлокерамических корпусов СВЧ-транзисторов.
Для изготовления керамических деталей корпусов мощных полупроводниковых приборов используются различные шликерные массы. Известен шликер для горячего литья
керамических деталей [1], включающий керамический наполнитель - минеральный порошок ВК-94-1 (61 мас. %), поливинилбутираль (9,74 мас. %), дибутилфталат (8,04 мас. %),
синтамид-5 (0,16 мас. %) и трихлорэтилен (21 мас. %).
Однако поливинилбутираль, относящийся к классу полимеризирующихся пластмасс,
увеличивает вязкость и затрудняет удаление пузырьков воздуха из шликерной массы, спо-
BY 11692 C1 2009.04.30
собствуя образованию дефектов в керамике, что обуславливает низкое качество литья и
недостаточную вакуумную плотность керамики ВК-94-1.
Известен шликер для горячего литья керамических деталей [2], включающий керамический наполнитель - минеральный порошок ВК-94-1, поливинилбутираль, этиловый спирт,
бутиловый спирт, олигоэфиракрилат или дибутилсебацинат и тетраэтоксисилан или жидкость полиэтилсилоксановую ПСЭ-5.
Недостатком такого шликера является то, что применение полиэтилсилоксановой
жидкости и избыточного содержания спиртов приводит к образованию пористой керамической структуры, что обуславливает низкое качество литья и недостаточную вакуумную
плотность керамики ВК-94-1.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является шликер для горячего литья керамических деталей [3], включающий керамический наполнитель - минеральный порошок ВК-94-1 (89,4 мас. %), парафин (10 мас. %), воск (0,3 мас. %), олеиновую
кислоту (0,3 мас. %). Добавки воска и олеиновой кислоты повышают устойчивость шликера против расслоений.
Однако длительное использование шликера в течение рабочей смены приводит к частичному расслоению шликера, вызывая ухудшение качеств горячего шликерного литья, и
увеличению плотности поверхностных и внутренних дефектов в керамических деталях.
Образующиеся дефекты в керамике приводят к ухудшению ее вакуумной плотности.
Заявляемое изобретение решает задачу повышения качества горячего шликерного литья, повышения вакуумной плотности получаемых деталей из керамики ВК-94-1 и уменьшения плотности поверхностных и внутренних дефектов.
Поставленная задача решается тем, что шликер для горячего литья керамических деталей,
включающий керамический наполнитель - минеральный порошок ВК-94-1, парафин, воск,
олеиновую кислоту, дополнительно содержит пластификатор - полипропиленгликоль-2000 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
минеральный порошок ВК-94-1
89,6-86,2
воск
0,2-0,3
олеиновая кислота
0,2-0,3
полипропиленгликоль-2000
1-2
парафин
остальное.
Сопоставительный анализ предлагаемого изобретения с прототипом показывает, что
заявленный шликер для горячего литья керамических деталей отличается от известного
тем, что дополнительно содержит пластификатор - полипропиленгликоль-2000 - при следующем соотношении компонентов, мас. %:
минеральный порошок ВК-94-1
89,6-86,2
воск
0,2-0,3
олеиновая кислота
0,2-0,3
полипропиленгликоль-2000
1-2
парафин
остальное.
Добавка полипропиленгликоля-2000 в шликер способствует дезагрегации и рассеиванию частиц наполнителя, улучшению гомогенности и стабильности шликерной массы.
При введении в шликер полипропиленгликоля-2000 в количестве 1-2 мас. % шликерная
масса приобретает необходимые литейные свойства. Добавка полипропиленгликоля-2000
приводит к снижению взаимодействия между частицами наполнителя. Это обусловлено
тем, что в условиях горячего литья и деформирования расплава шликера избыточным
внешним давлением происходит разворачивание макромолекульных клубков и ориентация цепей, разделяющих частицы наполнителя. При этом вязкость расплава шликера снижается и частицы наполнителя в процессе горячего литья свободно перемещаются друг
относительно друга, заполняя металлическую пресс-форму с заданной конфигурацией
2
BY 11692 C1 2009.04.30
элементов. В результате этого повышается качество горячего литья, повышается вакуумная плотность керамики и уменьшается плотность поверхностных и внутренних дефектов,
так как процесс горячего литья керамических деталей в этом случае выполняется при пониженной температуре (60 °С). Это позволяет длительное время использовать шликер для
горячего литья деталей с равномерной плотностью, повышенной пластичностью, уменьшенной усадкой, что снижает дефектообразование в процессе снятия деталей из отливаемой пресс-формы.
При содержании полипропиленгликоля-2000 в шликере менее 1 мас. %, воска менее
0,2 мас. %, олеиновой кислоты менее 0,2 мас. % происходит расслоение шликера и не
обеспечивается однородная плотность отливки, возникают раковины внутри керамических деталей и на поверхности. Также при литье керамических деталей происходит неполное заполнение литьевой формы (недолив). В результате чего ухудшается качество
горячего шликерного литья, увеличивается плотность поверхностных и внутренних дефектов и снижается вакуумная плотность получаемой керамики.
При введении в шликер для горячего литья керамических деталей полипропиленгликоля-2000 в количестве более 2 мас. %, воска более 0,3 мас. %, олеиновой кислоты более 0,3 мас. % пластичность шликера превышает требуемый уровень, что приводит к
повышению дефектообразования в процессе снятия керамических деталей из отливаемой
пресс-формы и их подготовки к предварительному отжигу.
Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими конкретными примерами.
Литейный шликер получают смешиванием минерального порошка ВК-94-1, удельная
поверхность которого 5000 см2/г, с органической связкой, которая представляет собой парафин (марки А, Б и В) с добавлением олеиновой кислоты (ТУ8-095290-88) и пчелиного
воска (СТО.029.001ТУ). Приготовление шликера осуществляют в мельнице горячего
смешивания, которая представляет собой фарфоровый барабан с подогревом, вращающийся со скоростью 23-25 об/мин. Минеральный порошок ВК-94-1, охлажденный после
предварительной прокалки до температуры 120-150 °С, загружают в мельницу. Для получения однородности перемешивание массы со связкой производится шарами из миналунда
при весовом соотношении материала и шаров 1:0,5. Очищенный воск расплавляют отдельно, добавляют к массе в барабан и смешивают при включенном обогреве в течение
1 часа, после чего добавляют остальную связку, которая также предварительно расплавлена, и перемешивают в течение 4-5 часов при температуре 80-90 °С. После этого шликер
процеживают через сито 06 и охлаждают. Вакуумирование проводится следующим образом: подогревают стакан до температуры 70-90 °С, измельчают шликер молотком в полиэтиленовой пленке, взвешивают на весах требуемое количество шликера и парафина,
помещают в специальную емкость и разогревают на электрической плитке. Затем перегружают разогретую массу в стакан установки, вставляют стакан в установку вакуумирования дРМ3.300.000 и перемешивают шликер в установке без включения вакуума в
течение 1 часа и после этого перемешивают шликер под вакуумом при температуре 7090 °С в течение 2 часов. Отвакуумированный шликер помещают в стакан литьевой машины 7800-3783, подогретый до температуры 70-90 °С, в расплавленный шликер добавляют
полипропиленгликоль-2000 и перемешивают. После этого шликер для горячего литья керамических деталей может использоваться по назначению. Горячее литье выполняют с
использованием 18-позиционной пресс-формы прямого прессования. Отлитые керамические детали загружают в магнезию и проводят предварительный отжиг в печи типа
УБ43.440.000 при температуре Т = 1100±50 °С. После отмывки от магнезии керамические
детали загружают в лодочки и обжигают в печи типа ОКБ-8097 при температуре
Т = 1640±20 °С. После этого проводят замер сопротивления изоляции керамики. Характеристики шликера для горячего литья керамических деталей в зависимости от процентного
содержания связки представлены в таблице.
3
BY 11692 C1 2009.04.30
Сопоставление характеристик шликера для горячего литья керамических деталей
в зависимости от содержания компонентов в шликере
Вр., ч3
остальное
остальное
остальное
остальное
остальное
<R> изол.исп., Ом2
0,17 0,8
0,20 1,0
0,25 1,5
0,30 2,0
0,33 2,2
прототип
Е, кВ/см1
0,17
0,20
0,25
0,30
0,33
Парафин
Воск
91,0
89,6
88,1
86,2
85,6
Полипропиленгликоль2000
Порошок ВК-94-1
1
2
3
4
5
6
Олеиновая кислота
Номер примера
Состав шликера
1,53
1,58
1,75
1,60
1,51
1,50
3⋅1013
7⋅1013
2⋅1014
6⋅1013
1,5⋅1013
1⋅1013
2,5
8,0
8,0
8,0
8,0
2,0
Вг л 4
,
Вг л п
Nп6
Вг 5
,
,
Nпп
Вг п
отн.ед. отн.ед. отн.ед.
1,0
1,08
1,08
1,09
1,02
1,0
1,005
1,090
1,090
1,090
1,090
1,000
1,5
45
45
45
7,5
1,0
1 - Е, кВ/см - напряженность пробоя электрического поля керамических деталей;
2 - R изол.исп., Ом - сопротивление изоляции после выдержки в парах воды в течение
100 ч;
3 - Вр., ч. - время выдержки шликера без расслоения;
Вг л
4, отн. ед. - это отношение выхода годных для литья, керамических деталей,
Вг л п
изготовленных с использованием шликера для горячего литья согласно изобретению, к выходу годных для литья керамических деталей, изготовленных с использованием шликера
для горячего литья согласно прототипу;
Вг
, отн.ед. - это отношение выхода годных по герметичности после термоударов
5Вг п
деталей в составе корпуса ТО-254 или ТО-258, изготовленных с использованием шликера
для горячего литья согласно изобретению, к выходу годных после термоударов деталей,
изготовленных с использованием шликера для горячего литья, согласно прототипу;
Nп
, отн.ед. - это отношение количества пор на срезе керамических деталей, из6Nпп
готовленных с использованием шликера для горячего литья согласно изобретению, к количеству пор на срезе керамических деталей, изготовленных с использованием шликера
для горячего литья согласно прототипу.
Как видно из таблицы, заявляемый шликер для горячего литья керамических деталей
по сравнению с прототипом имеет значительные преимущества, а именно:
в 1,05-1,17 раза больше напряженность пробоя электрического поля керамических деталей;
в 6-20 раз выше среднее значение сопротивления изоляции керамических деталей;
в 4 раза больше время выдержки шликера без расслоения;
в 45 раз меньше плотность пор на срезе керамических деталей;
в 1,08-1,09 раз выше процент выхода годных для литья керамических деталей;
в 1,09 раз выше процент выхода годных по герметичности керамических деталей в составе корпуса ТО-254, ТО-258.
4
BY 11692 C1 2009.04.30
Таким образом, предлагаемый шликер для горячего литья керамических деталей по
сравнению с прототипом позволяет повысить качество горячего литья керамических деталей, повысить вакуумную плотность керамики и уменьшить плотность поверхностных и
внутренних дефектов.
Источники информации:
1. Поляков А.А. Технология керамических радиоэлектронных материалов. - М.: Радио
и связь, 1989. - C. 172.
2. Патент РФ 2 049 758, МПК C 04B 35/00, 1995.
3. Моряков О.С. Производство корпусов полупроводниковых приборов. - М.: Высшая
школа, 1985. - C. 92.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
101 Кб
Теги
by11692, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа