Способ соединения разнородных материалов
ОПИСДНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскмн
Социалистических
Республик
Опубликовано 07.! 2.80. Бюллетень № 45 Дата опубликования описания 15.12.80 (5i) М. Кл а Н 01 1 9/02 В 23 К 3/ОО Гвеударственнмй квмнтет СССР (53) УДК 621.385. .032 (088.8) аа делам наовретеннй н вткрмтнй (72) Авторы изобретения И. Д. Морохов, С. П. Чижик, В. Д. Фролов, Л. В. Томашпольский, Л. К. Григорьева и В. H. Лаповок Московский авиационный технологический институт нм. К, Э. Циолковского (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к электровакуумной 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 2 размере 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. Ю Целью изобретения является интенсификация процесса пропитки. Поставленная цель достигается тем, что в 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 ве20 ществ обладают магнитным моментом, то между атомами в кристаллической решетке существуют силы магнитного взаимодействия, стремяшиеся сместить атомы в такое положение, при котором установится равноСоставитель В. егоpos Техред А. Бойкас Корректор Л. Иван Тираж 844 Подписное Редактор Н. Ахмедова Заказ 8852/54 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий I l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д..4/5 Филиал ППП «Патент», r Ужгород, ул. Проектная, 4 весне 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 я. При определении оптимума технологи-,да 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 ай пористостью от 20 до 80% (отсюда диапазон оптимальных частот 10 — 40 кГц). Пористые среды изготавливаются из различных ферромагнитных материалов (Со, Fe, Ni и др.), а известно, что функция е = f(H) 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- аа lл6, толщиной h = 120 мкм + 5 мкм со средним диаметром пор 2 — 2,4 мкм и пористостью б = 43 ++ 2% пропитывалась низкомолекулярной смолой Л-20. Пористая медная фольга, изготовленная иэ медного порошка ХС- I C19, толщиной h = 130 +- 5 мкм со средним диаметром пор 2,5 — 3,5 мкм, пористостью $ = 35 +. 3% также пропитывалась смолой Л-20. Пропитка производилась fipH комнатной температуре в вакуумной камере при давлении Р = 1 .10 торр. Вариант l. 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 = 20кГц и напряженностью Н = 10э и беэ магнитного поля. Пример 2. Образец никелевой пористой смолы . помещался над нагревателем, который прогревал образец в вакуумной камере установки ИМАШ-59. Припой Пор-2,5 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 пропитке пористой 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 f = 20кГц 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 изобретения Способ соединения разнородных материалов бесфлюсовой пайкой в защитной от окисления. атмосфере через пористую металлическую среду по авт. св. № 653644, отличающййся тем, что, с целью интенсификации процесса, пайку ведут в переменном магниТном поле с частотой от 10до 40 кРц и напряженностью 10 — 1600 э. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 653644, кл. Н Ol J 9/02// В 23 К 3/00, 1977.
