Способ изготовления литого микропровода

Союз Советских Социалистических Республик(51)М, Кл,з Н 01 В 13/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТОГО МИКРОПРОВОДА Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам изготовления литого микропрсвода в стеклянной изоляции.Известен способ изготовления лито го микропровода в стеклянной изоляции путем высокочастотной плавки и механической растяжки непрерывно подаваемой заготовки шихтового металла с помощью плотно охватывающего 10 вязкого стеклянного покрытия. Способ обеспечивает защиту шихтового металла от выгорания компонентов 11 .Однако известный способ не позволяет из-за частых прободений стек лянного покрытия получать микро- провода из перитектических соединений, для которых даже создание необходимой цилиндрической заготовки заданного состава является чрезвычай но сложной технической задачей.Известен также способ изготовления литого микропровода с помощью высокочастотного индуктора, расплавляющего металлическую навеску, нахо дящуюся в стеклянной трубке, в которой создано разрежение, включающий операции формирования микрованны и вытягивания из размягченного конца стеклянной трубки капилляра 21 . 30 Недостатком этого способа является низкое качество микропроводов из.Ф перитектических, преимущественно полупроводниковых,соединений (п 5 ЬТеп 4 5 Ь Те и др. ), выражающееся в отсутствий монокристалличности, отклонении состава жилы от стехиометрии и от состава исходной навески. Это объясняется разложением соединения в расплаве микрованны в процессе литья микропровода, внедрением отдельных его компонентов в структуру жилы и частично улетучиванием отдельных компонентов.Цель изобретения - повышение качества микропроводов из полупроводниковых перитектических соединений.Поставленная цель достигается тем, что микрованну покрывают слоем окислов металлов, химически более активных, чем компоненты жилообразуюцего материала, с толщиной не менее четверти высоты микрованны, создают внутри трубки давление выше атмосферного и поддерживают мощность в индукторе такой, что пондеромоторная сила, действующая при этих условиях на расплав в микрованне, в 1,5-2,5 раза больше его веса.Соотношение м ной силой Е и мо мой индуктором в известной и легк трическими режим жду пондеромоторностью Р, выделяемикрованне (обычно о регулируемой элеками работы высоко- Ь Сущность изобретения поясняется чертежом.На чертеже изображены стеклянная трубка 1, высокочастотный индуктор 2, бункер 3, заслонка 4, порошок 5 окислов, распорка 6, микрованна 7, магнит 8, стеклообразный слой 9 окислов и литой микропровод 10.Изготовление микропровода согласно предлагаемому способу включает следующие операции.В запаянную с одного конца стек лянную трубку 1 (предварительно обезжиренную) помещают навеску полупроводникового перитектического соединения. Трубку закрепляют в установке литья микропровода таким образом, чтобы запаянный ее конец располагался в области высокочастотного индуктора с одной из следующих рабочих частот:440, 880, 1760 кГц.В стеклянную трубку вводят и закрепляют бункер 3, например в виде полого цилиндра, с магнитоуправляемой заслонкой 4, в котором помещается порошок окислов металлов, химически более активных, чем компоненты перитектического соединения. Обычно бункер 3 закрепляют в верхней части трубки при помощи распорок 6 или способом магнитной подвески.Стеклянную трубку 1 промывают аргоном и создают в ней при помощи спе циальной компрессорной системы давление, выше атмосферного, обычно на 50-100 Па(5-10 мм вод.ст) . Затем повышая мощность в индукторе, навеску расплавляют, формируют микрованну 35 7, которая включает в себя расплав полупроводникового перитектического соединения и размягченный конец стеклянной трубки, образующий оболочку, покрывающую расплав снизу и с боковых 40 сторон.Одновременно с завершением плавления навески поверхность расплава покрывают слоем окислов металла из бункера 3, для чего открывают заслонку 4 при помощи магнита 8. Окислы при 45 тепловом контакте с микрованной спекаются, образуя вязкий стеклообразный слой 9 окислов.Далее из размягченного конца стеклянной трубки вытягивают капилляр, 50 который заполняется расплавом перитектического соединения из микрованны, образуя после кристаллизации жилу литого микропровода 10, Мощность в индукторе поддерживают в процессе из готовления микропровода такой, чтобы пондеромоторная сила, действующая на расплавв микрованне, была в 1,5- 2,5 раза больше веса этого расплава.частотного генератора), описывается формулойР А РоР 2 угде ,Оо - магнитная проницаемость вакуума;- удельное сопротивление материала навески (расплава),- частота электромагнитногополя индуктора;А - коэффициент, зависящийтолько от геометрии системыДля конического индуктора коэффициент А определяется выражением де Радни иус расплава полупроводового перитектическогодинения в самом широкомте микрованны ("эквато)стояние от нижнего среиндуктора до "экватора"плава,диус отверстия индуктосое мес ра" рас за ра ра угол конусности индуктораК - эмпирический коэффициент,лежащий в пределах от 1,5 до 1,8.В качестве полупроводникового ма териала для изготовления литого мик ропровода предлагаемым способом используется, как уже указывалось, тр ная фаза квазибинарного разреза п 5 Ь-пте, а именно перитектические соединения ;1 п 5 ЬТВ н 2 п ЬЬГв2 4 2 ритектические соединения ого состава окислов, коается экспериментально, е давление в стеклянной.ичие вязкого слоя окислов ти расплава микрованны разложению перитектиинения и не позволяют откомпонентам испариться из Химическая активность меящих в состав окислов,реакциям обмена и замеДля указа на покрывает щего состава 15-20 СаО ное. Другие пе требуют друг торый подбир Повышенно трубке и нал на поверхнос препятствуют ческого соед дельным его микрованны. таллов, вход препятствуетнных соединений микрованся смесью окислов следую 10-12 МапО, 6-8О, 10 12 о М 90, 50- осталь 788185щения между ними и компонентами перитектического соединения. При этом важную роль играет поверхностное натяжение вязкого слоя окислов. Исключить повышенноедавление в стеклянной трубке за счет увеличения толщины слоя окислов не представляется возможным, так как это приводит к подъему уровня расплава в микрованне(из-за давления электромагнитного поля) стеканию окислов по стенкам оболочки микрованны в нижнюю часть и, в конечном счете, - к прекращению процесса литья.Повышенное давление на расплав со стороны электромагнитного поля индуктора служит защитой от прободения 15 стеклянной оболочки микрованны и препятствует разложению перитектического соединения в процессе изготовления микропровода.Использование предлагаемого спо- дО соба позволяет впервые в мировой практике изготовить литые микропровода в стеклянной изоляции с монокристаллической жилой из полупроводниковых перитектических соединений25 1 пБЬТе ип 5 ЬТеДиаметр жилы полученных микропроводов лежит в пределах от 10 до 200 мкм. При низкой температуре на образцах микропровода с жилой из 1 п 5 ЬТе обнаружена сверхпроводимость, что в сочетании с полу проводниковыми свойствами расширяет возможность применения таких микропроводов (в частности для создания особо чувствительных приемников инфракрасного излучения)Формула изобретенияСпособ изготовления литого микропровода в стеклянной изоляции, включающий индукционное расплавление навески из жилообразующего материала,расположенной внутри стеклянной трубки, формирование из образующегося расплава микрованны под давлением втрубке, отличным от атмосферного, иподдержание требуемой мощности в индукторе, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качествамикропровода из полупроводниковыхперитектических соединений микрованну покрывают слоем окислов металлов, химически более активных, чемкомпоненты жилообразующего материала,с толщиной не менее четверти высотымикрованны, создают внутри трубкидавление выше атмосферного и поддерживают мощность в индукторе, обеспечивающую значение пондеромоторной силы, действующей на расплав в микрованне, в 1,5-2,5 раза больше его веса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 254619, кл. Н 01 В 13/06, 1973.2. Авторское свидетельство СССРР 505032, кл, Н 01 В 13/06, 1978.788185 Составитель Е. ЗиновьевРоманенко Техред С.Мигунова Корректор Ю. Макаренко акто Зака исно д. 4 лиал ППП "Патент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4 362/60 Тираж 844 ВНИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и откры 113035, Москва, Ж, Раушская Па СССийнаб.,