Диффузионная сварка замедляющих систем | Статья в сборнике международной научной конференции

Библиографическое описание:

Зоркин А. Я., Масленникова М. В., Филатов Г. Г. Диффузионная сварка замедляющих систем [Текст] // Технические науки: теория и практика: материалы III Междунар. науч. конф. (г. Чита, апрель 2016 г.). — Чита: Издательство Молодой ученый, 2016. — С. 103-105. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/165/10099/ (дата обращения: 16.08.2018).



Главный недостаток спиральных замедляющих систем ламп бегущей волны миллиметрового диапазона — низкий теплоотвод от спирали, ограничивающий выходную мощность прибора. Для снижения термосопротивления в зонах сопряжений спираль — стержни предложено применять для изготовления замедляющих систем диффузионную сварку молибденовой спирали с медным покрытием со стержнями, изготовленными из бериллиевой керамики. В данной работе представлена термодинамическая модель взаимодействия оксида бериллия с медью при образовании твердофазного соединения.

Схема взаимодействия бериллиевой керамики (ВеО) с медью при изготовлении замедляющих систем представлена на рис. 1, б.

C:\Users\Admin\Desktop\111.png

Рис. 1. Замещающая система и схема взаимодействия керамики с медью: 1 — спираль, 2 — медь, 3 — бериллиевый стержень.

Замедляющая система (рис. 1, а.) состоит из молибденовой спирали 1, изготовленной из тугоплавкого материала (молибден), на поверхность которой нанесен слой меди 2 и стержней из бериллиевой керамики 3. Толщина слоя меди на спирали 20 мкм. При диффузионной сварке керамических стержней с медным покрытием спирали под действием температуры и давления медь диффундирует в бериллиевую керамику, в зоне взаимодействия толщиной δ образуется новая фаза BeCuO2. Степень превращения определяется скоростью образования зародышей новой фазы и линейной скоростью их роста.

Рассмотрим взаимодействие бериллиевой керамики с медью по следующей реакции:

BeO+Cu+O2→BeCuO2(1)

Степень превращения определяется по формуле [1]:

,

;

;

— работа образования зародыша;

δ — толщина зоны взаимодействия, м; Т — температура, К; Θ — угол смачивания фазы ВeCuO2 с ВеО; Eav — энергия активации образования зародышей, кДж/моль; Eaz — энергия активации скорости роста; n — порядковый номер металла, взаимодействующего с оксидом бериллия; t — время взаимодействия, с; значение Ar1(T,n) –выбрано по справочнику [2].

На рис. 2 изображена зависимость степени превращения от времени при δ = 18∙10–6 м, Eaz=390000кДж/моль, Eav=410000 кДж/моль, Т= 1250 °К и Т= 1300. Значения параметров получены путем подгонки к экспериментальным значениям.

C:\Users\Марина\Desktop\Безымянный.png

Рис. 2. Зависимость степени превращения от времени 1-T=1300K; 2-T=1250K

Проведен процесс диффузионной сварки спиралей из молибдена с медным покрытием и стержней из бериллиевой керамики. Металлографический анализ зоны взаимодействия показан на рис 3.

Рис. 3. Зона взаимодействия бериллиевой керамики с медью: а — 500х, б — 1000х;

1 — бериллиевая керамика, 2 — новая фаза BeCuO2, 3 — медь, 4 — молибденовая спираль

На рис. 3, б видно условную фазу в виде шаровидных включений. Для идентификации необходимо провести рентгеноструктурный анализ данной фазы. При замере зоны взаимодействия получили δc=18 мкм. Линейная скорость роста равна, где tc время диффузионной сварки, т. е. vc= 2·10–8 м/с.

Предложены термодинамическая и кинетическая модели взаимодействия бериллиевой керамики с медью при изготовлении замедляющих систем ЛБВ миллиметрового диапазона. Получено значение энергии активации для линейной скорости роста и образования зародышей путем подгонки к экспериментальным данным.

Проведены экспериментальные исследования процесса взаимодействия бериллиевой керамики с медным покрытием спирали. При испытании на отрыв наилучшая прочность соединения получена при степени приращения 0,4 при этом время сварки 10 мин, и температура 950 °С.

Литература:

  1. Дж. Кристиан. Теория превращений в металлах и сплавах. Часть 1. Термодинамика и общая кинетическая теория — М.: «Мир», 1978.
  2. К. Дж. Смитлз. Металлы. Справочник. — М.: «Металлургия», 1980.
Основные термины (генерируются автоматически): бериллиевая керамика, диффузионная сварка, медь, медное покрытие, миллиметровый диапазон, линейная скорость роста, медное покрытие спирали, зона взаимодействия, стержень, спираль.

Похожие статьи

Теория и технология диффузионной сварки через...

бериллиевая керамика, диффузионная сварка, медь, медное покрытие, миллиметровый диапазон, линейная скорость роста, медное покрытие спирали, зона.

Разработка микрополосковой линии | Статья в журнале...

Диффузионная сварка замедляющих систем | Статья в сборнике... Замедляющая система (рис. 1, а.) состоит из молибденовой спирали 1, изготовленной из тугоплавкого материала (молибден), на поверхность которой нанесен слой меди 2 и стержней из бериллиевой керамики 3...

Применение высокотемпературной сверхпроводимости...

За счет больших линейных скоростей значительно возрастет производительность (по оценкам до 300 %) процесса.

ВТСП нагреватель заменит собой обычный индукционный нагреватель с медной обмоткой водяного

Магнитное поле в зоне нагрева составляет 0,4–0,5 Тл.

Покрытия сложного комбинированного состава для электродов...

Термическая обработка осуществляется в вакууме в диапазоне температур от 1670 до 1870 С. В сформированной системе, в результате высокотемпературных диффузионных процессов

Процессы диффузии в покрытиях снижаются за счет использования многослойных покрытий...

Влияние структурных изменений при высокотемпературном отжиге...

Выход годной спирали на проволоке 200-120 мкм составил 90-95 %, на проволоке 100-59 мкм 75 %, что значительно выше результатов

Рост частиц порошка отрицательно сказывается на плотности штабиков, спекание которых осуществляли на сварочных колпаках в среде...

Стеклокерамические покрытия на основе карбосилицида титана...

На концы спирали наносили медные контакты методом электрохимического осаждения меди.

Изучено влияние скорости нагрева, количества Ti3SiC2 на температуру максимума процесса и электрическое сопротивление покрытия.

Иммерсионная цинкатная обработка алюминиевых изделий

Теория и технология диффузионной сварки через...

На границе покрытия с подложкой в результате химического взаимодействия образуется промежуточный связующий слой

Исходя из этого, мы видим, что нанесение никель-медных покрытий на твердые сплавы...

Графен как материал для теплоотводов нового поколения

Ученые из исследовательского института компании Хонда выращивали графен на медной

Как считают исследователи, графен способствовал росту нанотрубок, препятствуя скоплению частиц катализатора в группы.

Теория и технология диффузионной сварки через промежуточный...

Получение и исследование металлооксидного полупроводника

На концы спирали наносили медные контакты методом электрохимического осаждения меди.

Электрическое сопротивление покрытий зависит от скорости нагрева образца и содержания карбосилицида.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Теория и технология диффузионной сварки через...

бериллиевая керамика, диффузионная сварка, медь, медное покрытие, миллиметровый диапазон, линейная скорость роста, медное покрытие спирали, зона.

Разработка микрополосковой линии | Статья в журнале...

Диффузионная сварка замедляющих систем | Статья в сборнике... Замедляющая система (рис. 1, а.) состоит из молибденовой спирали 1, изготовленной из тугоплавкого материала (молибден), на поверхность которой нанесен слой меди 2 и стержней из бериллиевой керамики 3...

Применение высокотемпературной сверхпроводимости...

За счет больших линейных скоростей значительно возрастет производительность (по оценкам до 300 %) процесса.

ВТСП нагреватель заменит собой обычный индукционный нагреватель с медной обмоткой водяного

Магнитное поле в зоне нагрева составляет 0,4–0,5 Тл.

Покрытия сложного комбинированного состава для электродов...

Термическая обработка осуществляется в вакууме в диапазоне температур от 1670 до 1870 С. В сформированной системе, в результате высокотемпературных диффузионных процессов

Процессы диффузии в покрытиях снижаются за счет использования многослойных покрытий...

Влияние структурных изменений при высокотемпературном отжиге...

Выход годной спирали на проволоке 200-120 мкм составил 90-95 %, на проволоке 100-59 мкм 75 %, что значительно выше результатов

Рост частиц порошка отрицательно сказывается на плотности штабиков, спекание которых осуществляли на сварочных колпаках в среде...

Стеклокерамические покрытия на основе карбосилицида титана...

На концы спирали наносили медные контакты методом электрохимического осаждения меди.

Изучено влияние скорости нагрева, количества Ti3SiC2 на температуру максимума процесса и электрическое сопротивление покрытия.

Иммерсионная цинкатная обработка алюминиевых изделий

Теория и технология диффузионной сварки через...

На границе покрытия с подложкой в результате химического взаимодействия образуется промежуточный связующий слой

Исходя из этого, мы видим, что нанесение никель-медных покрытий на твердые сплавы...

Графен как материал для теплоотводов нового поколения

Ученые из исследовательского института компании Хонда выращивали графен на медной

Как считают исследователи, графен способствовал росту нанотрубок, препятствуя скоплению частиц катализатора в группы.

Теория и технология диффузионной сварки через промежуточный...

Получение и исследование металлооксидного полупроводника

На концы спирали наносили медные контакты методом электрохимического осаждения меди.

Электрическое сопротивление покрытий зависит от скорости нагрева образца и содержания карбосилицида.

Задать вопрос