Способ соединения разнородных материалов

ОП КСАН ИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик785904(53) УДК 621.385. .032 (088.8) аа делам каовретенили вткрмтвйМосковский авиационный технологический институт нм, К, Э. Циолковского(54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ 1Изобретение относится к злектровакуумной технике и может быть использовано при изготовлении злектровакуумных и полупроводниковых приборов.Известен способ соединения материалов пайкой с применением ультразвуковых колебаний. Ультразвук интенсифицирует процесс пайки, однако наложение ультразвуковых колебаний на паяемые детали затруднено, например при применении конвейерных печей.По основному авт. св.653644 известен способ соединения разнородных материалов, основанный на пайке припоем с наполнителем, не плавящимся при температуре пайки, в защитной от окисления атмосфере, при котором в качестве наполнителя используют пористую металлическую среду, которая также улучшает качество пайкиЩ,Однако при значительной толщине прокладки (а, следовательно, и толщине паяного шва), необходимой для развязки термических напряжений, возникающих при соединении разнородных материалов, проникновение припоя через пористую прокладку по толщине затруднено, а некоторые поры остаются незаполненными припоем. При 2размере пор пористой прокладки меньше 0,4 - 0,5 мкм, когда особенно велика активность припоя в месте выхода его к паяемой поверхности, скорость пропиткн припоем пористой прокладки значительно снижена иэ-за малого размера пор. Кроме того, длительность пропитки создает возможность образования нежелательного химического взаимодействия припоя н пористой прокладки. Данное изобретение устраняет указанные недостатки.В Целью изобретения является интенсификация процесса пропитки,Поставленная цель достигается тем, чтов известном способе соединения разнородных материалов пайкой через промежуточную пористую металлическую среду, пропитанную припоем, пайку ведут в переменном магнитном поле. Для изготовления металлической пористой среды применяют ферромагнетики, например, никель, железо и др, Так как атомы ферромагнитных ве ществ обладают магнитным моментом, томежду атомами в кристаллической решетке существуют силы магнитного взаимодействия, стремяшиеся сместить атомы в такое положение, при котором установится равноСоставитель В. ЕгоровТехред А. Бойкас Корректор Л. Иван Тираж 844 Подписное Редактор Н. АхмедоваЗаказ 8852/54 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий3035, Москва, Ж - 35, Раушская иаб., д.,4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4весне с упругими электрическими силами кристаллической решетки. Это положение равновесия наступает при некоторой деформации решетки, в результате чего уже при возникновении спонтанной намагниченности появляются внутренние напряжения, в особенности на границах между доменами, При намагничивании ферромагнетика деформируется весь образец, удлиняясь или укорачиваясь в поперечном к намагничиванию направлении. За счет такого магнитострикционного эффекта происходит проталкивание припоя через капилляры пористой среды, т, е. увеличивается скорость пропитки, а также достигается более качественное заполнение капилляров, возможно заполнение даже тупиковых капилляров.В результате импульсного сжатия и растяжения пористой среды, синхронно изменению электромагнитного поля, особенно в высокопористых средах, имеющих малый модуль упругости, происходит разрушение твердыми микрочастицами окислов и загряз- та иеннй на соединяемых деталях. Интегрально это позволяет эначйтельно улучшить физико-механические свойства полученного соединения. При определении оптимума технологи-,ла ческих режимов пайки в переменном магнитном поле с применением ферромагнитных пористых сред установлено, что максимум интенсификации процесса зависит от взаимосвязи параметров и характеристик пористой среды (размер пор, пористость, материал пористой среды) и факторов магнитного поля (частота, напряженность).Так как при пайке разнородных материалов широко используются пористые среды с размером пор от 1 мкм и до 10 мкм и Й пористостью от 20 до 80% (отсюда диапазон оптимальных частот 10 - 40 кГц).Пористые среды изготавливаются из различных ферромагнитных материалов (Со, 1 е, % и др.), а известно, что функция ф = 1(Н) у этих материалов отличается, поэтому в зависимости от материала пористой среды напряженность магнитного поля изменяется от 10 до 1600 э.Пример 1, Пористая, никелевая среда, изготовленная из никелевого порошка ПНК а 1 Л 6, толщиной Ь = 120 мкм +5 мкм со средним диаметром пор 2 - 2,4 мкм и пористостью б = 43 + 2% пропитывалась низкомолекулярной смолой Л.Пористая медная фольга, изготовленная иэ аедного порошка ХСС 9, толщиной ан Ь = 30 + 5 мкм со средним диаметром пор 2,5 - 3,5 мкм, пористостью= 35 + 3% также пропитывалась смолой Л.Пропитка производилась при комнатной температуре в вакуумной камере при давлении Р = 1 .10 торр.Вариант 1. Пропитку медной фольги производили с наложением переменного электромагнитного поля с частотой = 20 кГц и напряженностью Н = 10 э и без магнитного поля. В обоих случаях время пропитки одинаковое н составляет около 4 минут.Вариант 2. Пропитку никелевой фольги производили с наложением переменного электромагнитного поля с частотой = 20 кГц и напряженностью Н = 10 э и беэ магнитного поля.Пример 2. Образец никелевой пористой смолы .помещался над нагревателем, который прогревал образец в вакуумной камере установки ИМАШ, Припой Пор,5 помещался над образцом (при их соприкосновении).Время пропитки фиксировалось по изменению электромагнитного. сопротивления образца при верхней постоянной температуре. Стабилизация сопротивления (прекра.щение его уменьшения) свидетельствовала о полной пропиткепористой ленты.Эксперимент проводился как в переменном электромагнитном поле, так и без поля.Установлено, что время пропитки нике-левых образцов в случае наложения переменного электромагнитного поля 1 = 20 кГц и Н = 10 э в 2 - 5 раз меньше, чем у образцов, пропитываемых без электромагнитного поля.Применение данного способа пайки позволяет улучшить физико-механические свойства наяного соединения эа счет интенсификации процесса;Формула изобретенияСпособ соединения разнородных материалов бесфлюсовой пайкой в защитной отокисления, атмосфере через пористую металлическую среду по авт, св.653644,отличающййся тем, что, с целью интенсификации процесса, пайку ведут в переменноммагниТном поле с частотой от 10 до 40 кРци напряженностью О - 1600 э.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР