close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15327

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 15327
(13) C1
(19)
C 04B 37/02
(2006.01)
СПОСОБ ТЕРМОВАКУУМНОЙ
МЕТАЛЛИЗАЦИИ ФЕРРИТ-ГРАНАТОВ
(21) Номер заявки: a 20091246
(22) 2009.08.19
(43) 2011.04.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт технологии
металлов Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Непокойчицкий Анатолий
Григорьевич; Игнатов Борис Иванович; Францкевич Константин Викторович; Асташенко Сергей Георгиевич
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) RU 2035439 C1, 1995.
BY 12042 C1, 2009.
SU 669711 A1, 1991.
US 2002/0182334 A1.
DE 4406220 A1, 1995.
BY 15327 C1 2012.02.28
(57)
1. Способ термовакуумной металлизации феррит-граната посредством термовакуумного напыления слоев металлов, при котором феррит-гранат предварительно нагревают в
вакуумной камере с остаточным давлением от 10-4 до 10-2 Па излучением лазера до температуры от 775 до 875 К со скоростью от 20 до 30 К/мин; при непрерывном излучении лазера на поверхность феррит-граната напыляют титан с образованием слоя, затем молибден
и одновременно с ним медь с образованием медно-молибденового слоя и проводят диффузионный отжиг при температуре от 575 до 675 К в течение от 8 до 10 минут.
BY 15327 C1 2012.02.28
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что напыление титана и молибдена осуществляют из вольфрамового испарителя, а медь напыляют из молибденового испарителя.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что соотношение масс навесок титана и
молибдена принимают 2:5, а меди и молибдена - 1:1.
Изобретение относится к технологии формирования металлических покрытий на поверхности монокристаллических феррит-гранатов и может быть использовано в приборостроении, электронной, радио- и электротехнической промышленности.
Известен способ формирования металлических покрытий на ферритах, включающий
предварительную обработку ферритовых образцов в серной кислоте, нанесение металлосодержащей пасты на металлизируемую поверхность, последующую сушку и вжигание
при температуре 673-873 К и охлаждение вместе с печью [1]. Таким способом получены
металлические пленки серебра толщиной 4-5 мкм.
Недостатками данного способа металлизации являются необходимость предварительной обработки образцов ферритов в серной кислоте и тщательной нейтрализации остатков
кислоты, большая разница температурных коэффициентов линейного расширения (ТКЛР)
феррита и металла покрытия и, как следствие этого, появление внутренних напряжений в
металлической пленке.
Ближайшим техническим решением к предлагаемому является способ формирования
металлических покрытий на поверхности ферритов последовательным напылением пленки
титана, молибдена и никеля [2]. К недостаткам данного способа следует отнести повышенное электросопротивление, большую разницу ТКЛР внешнего никелевого слоя и
находящегося под ним молибденового слоя. Последнее проводит к появлению внутренних
напряжений. О термообработке этого трехслойного покрытия не сообщается.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение адгезии металлического покрытия к ферритовой подложке, получение металлической
пленки, имеющей ТКЛР, незначительно отличающийся от ТКЛР ферритов, и небольшое
электросопротивление.
Поставленная задача достигается термовакуумным напылением титана, молибдена и
меди на феррит при температуре образцов от 775 до 875 К. Нагрев образцов производится
излучением CO2-лазера со скоростью от 20 до 30 К/мин. Такая скорость нагрева выбрана с
целью предотвращения растрескивания феррита при одностороннем поверхностном подводе тепла. Напыление титана и молибдена осуществляется из вольфрамового испарителя.
Напыление меди производится из молибденового испарителя. Массовое соотношение
навесок титана и молибдена принято 2:5, массовое соотношение меди и молибдена принято 1:1. Для получения равновесной структуры металлического покрытия проводят диффузионный отжиг при температуре от 575 до 675 К в течение от 8 до 10 минут.
Способ реализуется следующим образом. Формирование металлического слоя на феррите начинают с испарения титана, температура плавления которого равна 1941 К. Для
этого вольфрамовый испаритель нагревают до температуры 2000-2200 К. Для испарения
молибдена, температура плавления которого 2893 К, температуру испарителя увеличивают до 2900-3100 К. Одновременно с испарением молибдена из молибденового испарителя
испаряют медь. В результате на поверхности феррита образуется металлическая пленка,
состоящая из слоя титана и из медно-молибденового слоя. В процессе напыления пары
осаждаемого металла подвергаются лазерному облучению. Под действием лазерного облучения некоторое количество атомов металла ионизируется. При конденсации пара и
ионизированных атомов на возбужденную лазерным излучением поверхность феррита
происходит химическое взаимодействие между оксидами феррита и титаном. В результате
восстанавливается металл из оксидов, образуется переходной слой между ферритом и титаном, состоящий из системы твердых растворов внедрения титана и кислорода и замеще2
BY 15327 C1 2012.02.28
ния титана и восстановленного металла. Этим обеспечивается высокая адгезия сформированной металлической пленки к ферриту.
Медно-молибденовый слой образует с титаном твердый раствор замещения.
Для получения однородной равновесной структуры металлического слоя проводят
диффузионный отжиг под действием лазерного излучения при температуре от 575 до
675 К в течение от 8 до 10 минут. В процессе отжига образуется медно-молибденовый
сплав, который имеет величину ТКЛР, незначительно отличающуюся от ТКЛР ферритов.
Электросопротивление сплава меди с молибденом равно (2,1-4,5)⋅10-4 Ом⋅см.
Предлагаемый способ металлизации монокристаллических феррит-гранатов позволяет
формировать металлические пленки:
с высокой адгезией к ферритовой подложке;
со стабильной равновесной структурой и отсутствием внутренних напряжений;
с ТКЛР, близким к таковому у ферритов;
с малой величиной электросопротивления.
Пример применения данного способа.
Образец феррит-граната марки 40СЧ4 (2) и испарители (1, 6) устанавливают в вакуумной камере (5) и закрывают экраном (4) (фигура). Лазерное излучение подводится к металлизируемой поверхности феррита через окно (7). Навески титана массой 2 мг и молибдена массой 5 мг помещают в вольфрамовый испаритель (1), навеску меди массой 5 мг
помещают в молибденовый испаритель (6). Откачивают воздух из вакуумной камеры до
остаточного давления 10-3 Па и включают излучение лазера. Нагрев образца контролируют с помощью термопары (3). При достижении температуры образца 800 К включают
вольфрамовый испаритель и испаряют титан, затем повышают температуру этого испарителя и испаряют молибден и одновременно испаряют медь из молибденового испарителя.
После напыления металла на металлизируемую поверхность феррита уменьшают мощность лазерного излучения до такой величины, чтобы температура феррита стала около
600 К. Через 8 минут выключают излучение лазера, охлаждают образец до температуры
420 К и извлекают образец из вакуумной камеры.
Определение величины адгезии выполняли отрывом припаянного титанового стержня.
Разрушение происходило по ферриту. Электросопротивление определяли четырехзондовым методом, оно составило 3,2⋅10-4 Ом⋅см.
Источники информации:
1. А.с. СССР 424845, МПК C 04B 41/14 // БИ. - № 15. - 1974.
2. Патент RU 2035439, МПК C 04B 37/02, опубл. 20.05.1995.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
150 Кб
Теги
by15327, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа