×
10.07.2013
216.012.5390

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО КАТОДА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к пайке и может быть использовано, в частности, для изготовления композиционного катода из тугоплавких материалов, используемого для вакуумного нанесения тонкопленочных покрытий различного функционального назначения в отраслях машиностроения, микроэлектроники, приборостроении, электротехнике. Проводят подготовку контактных поверхностей элементов катода и соединяют их пайкой с использованием аморфного припоя. После подготовки контактных поверхностей на основание катода методом холодного газодинамического напыления наносят аморфный припой, а на поверхность тыльной стороны распыляемой части катода - двухкомпонентное функционально-градиентное покрытие. В упомянутом покрытии в качестве первой компоненты используют компоненту, из которой выполнена распыляемая часть катода, причем содержание материала первой компоненты изменяют по линейному закону от 100% на поверхности тыльной стороны распыляемой части катода до 0% на поверхности получаемого покрытия. В качестве второй компоненты используют компоненту, из которой изготовлено основание катода, причем содержание материала второй компоненты изменяют от 0% на поверхности тыльной стороны распыляемой части катода до 100% на поверхности получаемого покрытия. Получаются тонкопленочные покрытия различного функционального назначения, обеспечивающего получение паяного соединения с высокой механической прочностью. 3 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к пайке и может быть использовано, в частности, для изготовления композиционных катодов из тугоплавких материалов, применяемых для вакуумного нанесения тонкопленочных покрытий различного функционального назначения в машиностроении, микроэлектронике, приборостроении, электротехнике.

Для получения тонкопленочных покрытий необходимы композиционные катоды, обеспечивающие возможность формирования сложных покрытий различного стехиометрического состава и нанесения адгезионно прочных покрытий.

Высокое качество работы композиционного катода достигается за счет хорошей сопротивляемости к динамическим воздействиям, к искрению, бомбардировке и другим разрушающим факторам, а также способности работать при температурах, более высоких, чем средняя рабочая температура, и рассеивать дополнительные большие мощности, вносимые обратной бомбардировкой электронов.

Создание композиционных катодов необходимо для хрупких и труднодеформируемых материалов, из которых невозможно изготовление стандартной конструкции катода.

Практика показывает, что наиболее эффективным способом получения композиционного катода является пайка разнородных катодных материалов.

Известен способ пайки труднопаяемых материалов, заключающийся в подготовке (очистке) поверхности материалов под последующую пайку (заявка RU №93009686, кл. B23K 1/20, от 24.02.1993 г.). Паяемые элементы облуживают легкоплавкими эвтектическими сплавами висмута, индия, олова, кадмия, свинца, галлия на воздухе при температуре до 60°C и выдерживают при этой же температуре в течение 0,5-1,5 ч. После такого облуживания становится возможной пайка металлокерамическими (диффузионно-твердеющими) или мягкими (свинцово-оловянными) припоями.

Известен способ пайки разнородных соединений циркония, где путем регулирования процесса взаимодействия циркония с припоем и паяемым металлом достигается повышение качества паяных соединений циркония с рядом конструкционных металлов (патент RU №2074797, кл. B23K 1/20, от 12.10.1994 г.). Последнее достигается за счет двухэтапности образования соединения: создания жидкометаллического барьерного слоя из легкоплавкого металла на цирконии - на первом этапе, и процесс пайки облуженного циркония с другим конструкционным металлом в вакууме в заданном температурно-временном диапазоне (973-1073 К и 1-3 мин), обеспечивающем условия для диспергирования конструкционного металла в легкоплавком припое с последующим охлаждением разнородного соединения, - на втором.

Известен способ пайки металлов, преимущественно деталей летательных аппаратов из титана и его сплавов, с предварительной металлизацией соединяемых поверхностей, при котором детали помещают в нагревательную среду, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения, в нагревательную среду вводят ультразвуковые колебания (патент RU №211289, кл. B23K 1/06, от 12.08.1996 г.).

Экспериментальные работы, проведенные в области создания композиционных припоев, показали, что известные способы имеют следующий недостаток: при предварительном облуживании или металлизации основания катода диффузия наносимого материала на катод минимальна и пайка легкоплавкими припоями композиционного катода не обеспечивает требуемых прочностных характеристик паяного соединения при его работе в магнетроне.

Наиболее близким к заявляемому и взятым нами за прототип является способ соединения элементов композиционной мишени из тугоплавкого и труднодеформируемого материалов.

Способ основан на подготовке (очистке) контактных поверхностей и соединении их пайкой (патент RU №2104130, кл. B23K 1/00, от 01.08.1996 г.). Пайку проводят аморфным припоем. Паяемые элементы нагревают до температуры 0,4-0,6 температуры ликвидуса припоя. Производят первую изотермическую выдержку в течение 20-30 мин. Нагревают паяемые элементы до температуры 1,1-1,2 температуры ликвидуса припоя, производят вторую изотермическую выдержку в течение 5,0-2,0 мин и охлаждают в два этапа. Пайку ведут порошком сплава системы медь-никель-фосфор фракции 20-100 мкм из ленты толщиной 30-50 мкм.

В прототипе используется пайка разнородных материалов, таким образом, что паяное соединение представляет из себя многослойную композиционную составляющую из распыляемого материала, самостоятельной фазы и поверхности основания мишени. Наличие указанных гетерофазных переходов и связанная с этим существенная разница в коэффициенте термического расширения этих материалов приводит, во-первых, к резкому повышению переходного электросопротивления. Это обстоятельство вызывает заметную нестабильность процесса напыления. Во-вторых, возникают так называемые коэффициентные напряжения, которые приводят к расслаиванию паяного шва и выходу из строя катода в процессе эксплуатации.

Техническим результатом изобретения является разработка технологии пайки композиционного катода из тугоплавких материалов, используемого для вакуумного нанесения тонкопленочных покрытий различного функционального назначения, обеспечивающего получение паяного соединения с высокой механической прочностью.

Технический результат достигается за счет нанесения на основание катода методом холодного газодинамического напыления аморфного припоя, а на поверхность тыльной стороны распыляемой части катода - двухкомпонентного функционально-градиентного покрытия, в котором в качестве первой компоненты используют компоненту, из которой выполнена распыляемая часть катода, причем содержание материала первой компоненты изменяют по линейному закону от 100% на поверхности тыльной стороны распыляемой части катода до 0% на поверхности получаемого покрытия, а в качестве второй компоненты используют компоненту, из которой изготовлено основание катода, причем содержание материала второй компоненты изменяют от 0% на поверхности тыльной стороны распыляемой части катода до 100% на поверхности получаемого покрытия.

Согласно методу холодного газодинамического напыления частицы материала покрытия ускоряют посредством их введения в распылительное сопло с холодным газом в направлении к снабжаемой покрытием поверхности детали. В данном случае метод холодного газодинамического напыления включает в себя подачу из дозатора №1 первого компонента, родственного материалу распыляемой части катода, обеспечивающего формирование подслоя, имеющего хорошую адгезию с материалом распыляемой части катода. Затем совместно из дозатора №1 и №2 наносят двухкомпонентное функционально-градиентное покрытие, являющееся подслоем для нанесения второй компоненты, родственной материалу основания. После чего из дозатора №2 производят нанесение второго компонента на поверхность предыдущего подслоя.

Кроме того, технический результат достигается за счет выбора оптимального количества припоя, обеспечивающего 100% растворение припоя в подслое, сформированном на распыляемой и основной частях катода.

Припой наносится методом холодного газодинамического напыления на основание катода. Толщина припоя должна быть не более 10 мкм.

Пайку в предлагаемом способе ведут в вакууме, нагревая паяемые элементы до температуры, равной 0,6-0,7 температуре ликвидуса припоя. После чего производят первую изотермическую выдержку в течение 30-40 мин и охлаждают. Затем паяемые элементы нагревают до температуры, равной 1,1-1,2 температуре ликвидуса припоя, и производят вторую изотермическую выдержку в течение 15-20 мин и охлаждают.

Температурно-временной режим пайки выбран таким образом, чтобы за счет процессов диффузии количество припоя уменьшить до концентрации, соответствующей предельной растворимости последнего.

Пример осуществления способа

Для практического осуществления изобретения проводили пайку композиционного катода, состоящего из распыляемой части, выполненной из Ru методом прессования порошка и основания, выполненного из Ti.

Соединяемые детали представляли собой цилиндры для распыляемой части катода диаметром 50 мм и высотой 40 мм, а для основания катода диаметром 50 мм и высотой 10 мм.

На тыльную сторону распыляемой части катода методом холодного газодинамического напыления наносился порошок Ru, подача которого осуществлялась из дозатора №1, и при этом формировался подслой Ru, имеющий хорошую адгезию с материалом распыляемой части катода. Затем совместно из дозатора №1 и №2 наносилось двухкомпонентное функционально-градиентное покрытие, являющееся подслоем для нанесения Ti, при этом количество Ti изменялось от 0 до 100%. После чего из дозатора №2 производят Ti на поверхность предыдущего подслоя распыляемой части катода.

Перед пайкой с поверхности распыляемой части и основания катода удаляли загрязнения.

Припой марки СТЕМЕТ-1201 (система Ti-Zr-Ni-Cu) в виде порошка дисперсностью 20-30 мкм, полученного из аморфной ленты методом дезинтеграторной обработки, наносился методом холодного газодинамического напыления на титановое основание катода.

Собранные части композиционного катода размещали в рабочем объеме вакуумной печи электросопротивления типа СНВЭ. Пайку осуществляли в вакууме при остаточном давлении не выше 5×10-3 Па по следующему температурному режиму:

- нагрев до температуры 700°C со скоростью 20-40°C/мин;

- изотермическая выдержка при температуре 700° - 30-35 мин;

- нагрев до температуры 850°C со скоростью 20-40°C/мин;

- изотермическая выдержка при температуре 850°C - 20 мин;

- охлаждение до температуры 650°C со скоростью 5-10°C/мин;

- охлаждение от температуры 650°C с минимальной скоростью до комнатной температуры.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 41-50 из 262.
10.09.2013
№216.012.6702

Способ изготовления крепежных элементов из высокопрочных титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в авиационно-космической технике, в химическом машиностроении, судостроении, автомобильной промышленности при изготовлении стержневых деталей с головками из титановых сплавов. После горячей высадки на заготовке головки болта,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492017
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.6860

Способ ламинаризации пограничного слоя на аэродинамической поверхности

Изобретение относится к способам управления пограничным слоем на поверхности летательного аппарата. Способ ламинаризации пограничного слоя на аэродинамической поверхности заключается в том, что с помощью диэлектрического барьерного разряда ионизируют поток воздуха и воздействуют на него...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492367
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.7433

Способ спектрофотометрического определения концентрации диоксида хлора и хлорит-иона в питьевой воде

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам определения концентрации примесей в питьевой воде. Способ включает обработку проб воды раствором йодида калия, поочередное измерение оптической плотности проб диоксида хлора при pH 7 и хлорит-иона и диоксида хлора при pH 2,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495404
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a9

Буферный усилитель

Изобретение относится к технике передачи измерительных сигналов, характеризующихся величиной электрического напряжения, в частности к буферным усилителям. Техническим результатом является повышение быстродействия передачи напряжения на расстояние за счет уменьшения времени переходных процессов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495522
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.10.2013
№216.012.757e

Гибкая автоматизированная система базирования

Изобретение относится к приспособлениям для крепления-зажима деталей, более конкретно к способам и устройствам для базирования сложнопрофильных нежестких деталей на многокоординатных станках, которое может быть использовано в авиакосмической и других отраслях промышленности. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495738
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.10.2013
№216.012.7b84

Способ оценки электромагнитной совместимости бортового оборудования в составе летательного аппарата в диапазоне частот от 10 кгц до 400 мгц

Изобретение относится к области испытаний электромагнитной совместимости (ЭМС) бортового радиоэлектронного и электронного оборудования в составе летательных аппаратов (ЛА) и может быть использовано при проведении испытаний по оценке влияния на испытываемое бортовое оборудование (БО) радиопомех...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497282
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7cdc

Режущий инструмент

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в режущих инструментах с механическим креплением режущих пластин. Инструмент содержит корпус, в гнезде которого установлена режущая пластина, закрепляемая с помощью Г-образного прихвата с цилиндрической направляющей частью,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497637
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7ebd

Прецизионный комплектный цифровой линейный гидропривод

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к программируемым гидроприводам механообрабатывающего оборудования с числовым программным управлением. Гидропривод содержит одноштоковый силовой гидроцилиндр с позиционным датчиком обратной связи, гидрораспределитель с пропорциональным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498118
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.11.2013
№216.012.825b

Рекомбинантная плазмида, рекомбинантный штамм, рекомбинантный белок вмр-7 и способ выделения рекомбинантного белка в димерной форме

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой рекомбинантную плазмиду BMPRIB-CBD, штамм E.coli, трансформированный данной плазмидой. Изобретение относится также к рекомбинантному белку BMPRIB-CBD, с использованием которого получают белок BMP-7. Изобретение позволяет получить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499047
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.11.2013
№216.012.825c

Рекомбинантная плазмида, рекомбинантный штамм, рекомбинантный белок вмр-2 и способ выделения рекомбинантного белка в димерной форме

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой рекомбинантную плазмиду BMPRIA-CBD, штамм E.coli, трансформированный данной плазмидой. Изобретение относится также к рекомбинантному белку BMPRIA-CBD, с использованием которого получают белок BMP-2. Изобретение позволяет получить...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499048
Дата охранного документа: 20.11.2013
Показаны записи 41-50 из 213.
10.07.2013
№216.012.5538

Система комплексной обработки информации радионавигационных и автономных средств навигации для определения действительных значений параметров самолетовождения

Изобретение относится к системам навигации летательных аппаратов (ЛА), а именно к обработке информации в навигационно-пилотажных комплексах. На борту ЛА расположены: инерциальная навигационная система (ИНС), радионавигационный корректор - спутниковая навигационная система (СНС) и автономный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487419
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.574f

Двухслойный стальной прокат

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении сварных конструкций из двухслойного проката, длительно эксплуатирующихся при отрицательных температурах в условиях интенсивного механического, коррозионно-эрозионного воздействия мощных ледовых полей и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487959
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.59a0

Сырьевая смесь для изготовления огнестойкого конструкционного материала

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в строительстве, судостроении, атомной промышленности для защиты от пожара служебных и жилых помещений в составе огнестойких конструкций, а также в качестве среднего слоя панелей, облицованных декоративно-отделочными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488565
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5c89

Движительно-рулевая колонка

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при создании судовых движительно-рулевых комплексов. Движительно-рулевая колонка содержит баллер, гондолу, гребной винт и механизм поворота колонки. Баллер в верхней части соединен с корпусом через опорный шар, а в нижней части -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489310
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.5f87

Способ изготовления крепежных элементов из высокопрочных титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении стержневых деталей с головками из титановых сплавов. Заготовки подвергают термообработке, после чего производят горячую высадку головок крепежных элементов. После механообработки заготовок с головками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490087
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.60a4

Способ получения градиентного каталитического покрытия

Изобретение относится к области нанесения покрытий, в частности к каталитическим оксидным покрытиям, а также к электрохимическим производствам, и может быть использовано при изготовлении электродных материалов. Способ получения градиентного каталитического покрытия на подложке из титана или его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490372
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.6702

Способ изготовления крепежных элементов из высокопрочных титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в авиационно-космической технике, в химическом машиностроении, судостроении, автомобильной промышленности при изготовлении стержневых деталей с головками из титановых сплавов. После горячей высадки на заготовке головки болта,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492017
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.6860

Способ ламинаризации пограничного слоя на аэродинамической поверхности

Изобретение относится к способам управления пограничным слоем на поверхности летательного аппарата. Способ ламинаризации пограничного слоя на аэродинамической поверхности заключается в том, что с помощью диэлектрического барьерного разряда ионизируют поток воздуха и воздействуют на него...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492367
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.7433

Способ спектрофотометрического определения концентрации диоксида хлора и хлорит-иона в питьевой воде

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам определения концентрации примесей в питьевой воде. Способ включает обработку проб воды раствором йодида калия, поочередное измерение оптической плотности проб диоксида хлора при pH 7 и хлорит-иона и диоксида хлора при pH 2,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495404
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a9

Буферный усилитель

Изобретение относится к технике передачи измерительных сигналов, характеризующихся величиной электрического напряжения, в частности к буферным усилителям. Техническим результатом является повышение быстродействия передачи напряжения на расстояние за счет уменьшения времени переходных процессов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495522
Дата охранного документа: 10.10.2013
+ добавить свой РИД