CC BY
30
------------------□ □----------------------
Отримано фольги композитів Cu А120з шляхом електроосадження. Вивчено вплив концентрації зміцнювальної фази на структуру і фізико-механічні властивості композитів. Визначено оптимальний вміст оксиду стосовно його впливу на міцність і релаксаційну стійкість
Ключові слова: електроосадження,
фольги композитів, мідь, оксид алюмінію
□------------------------------------□
Получены фольги композитов Cu - Al2O3 путем электроосаждения. Изучено влияние концентрации укрепляющей фазы на структуру и физико-механические свойства композитов. Определено оптимальное содержание оксида по его влиянию на прочность и релаксационную стойкость Ключевые слова: електроосаждение, фольги композитов, медь, оксид алюминия
□------------------------------------□
Composites of Cu foil - АІ20з by electrodeposition were obtained . The influence of the concentration-enhancing phase on the structure and physico-mechanical properties of composites was studied . The optimum oxide content relative to its effect on the relaxation strength and strength was determined
Keywords: electrodeposition, foil
composites, copper, aluminum oxide ------------------□ □----------------------
УДК 621.763:539.4.015
СТРУКТУРА І ВЛАСТИВОСТІ ЕЛЕКТРООСАДЖЕНИХ КОМПОЗИТІВ Си - AL2Oз
О.І. Ільїнський
Доктор фізико-математичних наук, професор Кафедра матеріалознавства* Контактний тел.: (057) 707-64-35
М.Д. Сахнен ко
Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедрою
Кафедра фізичної хімії*
О.В. Б о го я в л е н с ь к а
Кандидат технічних наук, науковий співробітник Кафедра фізичної хімії*
С. І. Л я бу к
Кандидат технічних наук Кафедра матеріалознавства* Контактний тел.: (057) 707-64-35 *Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Фрунзе, 21, м. Харків, Україна, 61002
Вступ
Розвиток і удосконалення сучасного виробництва радіотехнічної і м ікроелектронної промисловості потребує створення металевої фольги зі строго заданими фізико-механічними властивостями. Одною з найбільш важливих проблем є отримання мідної фольги, яка добре зціплюється з діелектриком і використовується для виготовлення печатних плат. Більш того, поряд з реалізацією певного рівня міцності треба забезпечити термічну стабільність фізико-механічних властивостей. Дана проблема може вирішуватися шляхом введення на стадії отримання фольги домішок другої фази [1-3].
Таким чином, метою даної роботи було отримання композитів на основі міді і вивчення їх структури і фізико-механічних властивостей.
40 мкм. Зміст другої фази - оксиду алюмінію також змінювався від 5 до 100 г/л.
Випробування проводились на установці ТІЯА-test-2300 з жорстким динамометром зі швидкістю
0,340-2с-1 при температурі 293 К. Спочатку проводили випробування на розтягнення до рівня напружень межі текучості, а потім припиняли навантаження і проводили зйомку кривих релаксації. Релаксаційна стійкість оцінювалася по величині відносної глибини релаксації напружень Да/аод (Аа - глибина релаксації, або падіння напружень, а0,1 - початкове напруження, яке вибиралося на рівні умовної межі текучості з остатньою деформацією 0,1 %) [5, 6]. Цикл релаксації напружень проводили шляхом зупинки захватів машини і автоматичного запису на діаграмну стрічку кривих релаксації до насичення. Швидкість релаксації (с ) визначали шляхом чисельного диференціювання кривих релаксації [4, 5].
Експерімент
Фольги чистої міді та композитів міді отримували за допомогою метода електроосадження [2]. Товщина об’єктів змінювалась від 10 мкм і до 100 мкм. Для подальшого дослідження були вибрані зразки товщиною
Результати
Мікроструктура міді без домішок має зеренну однорідність. Середній розмір зерна ~ 10 мкм. При введені домішок оксиду алюмінію структура стає більш дисперсною ~ 1-2 мкм. На рисунку 1 приведено мікро-
І. Ільї
.І
структуру електроосадженої міді, легованої оксидом алюмінію.
2)
Рис. 1. Мікроструктура електроосадженої міді, легованої оксидом алюмінію (х 1250): 1) - 5 г/л оксиду алюмінію, товщина 40 мкм, 2) - 50 г/л оксида алюминия, толщина 40 мкм, нагрів 600 С
Структура композитів міді являє собою поліедрич-ні зерна з частками другої фази А1203 . Частки другої фази розташовані у зернах та по границям зерен. Структура електроосаджених фольг також пересичена дефектами (велика щільність дислокацій, вакансій). Тому границі зерен важко протравлювалися, та практично не помітні.
Характерно, що при збільшенні вмісту другої фази до 50, 100 г/л спостерігається злипання часток А1203 та утворення конгломератів (рис.1 (2)), при цьому зменшення зерен виявляється відносно незначним (з 10 мкм до 5 мкм).
До негативних наслідків також приводить нагрів розчину електроліту на стадії отримання електрооса-джених фольг - спостерігається ще більше злипання часток другої фази (рисунок 1, 2). Це приводить до прояву крихкості у композитах і зниженню міцності.
Випробування на активне розтягнення зразків електроосадженої міді і композитів мідь-оксид А1203 проводилось при кімнатній температурі на машині для механічних іспитів TIRAtest - 2300. Визначалися наступні характеристики -межа текучості от, межа міцності ав, пластичність при розтягненні. Мікротвердість вимірювалась на приборі ПМТ-3. На рисунку 2 приведено графіки залежності міцнісних характеристик від змісту другої фази А1203 .
При збільшенні концентрації другої фази А1203 значення мікротвердості, межі текучості і міцності зростають, при цьому закономірно знижується пластичність. Частки А1203 виступають у якості надійних перешкод руху дислокацій, що характерно для дисперсійного ме-
ханізму зміцнення по Оровану (огинання часток другої фази дислокаціями) [6].
c, г/л
1)
с, г/л
2)
с, г/л
З)
с, г/л
4)
Рис. 2. Залежність мікротвердості (1), межі текучості (2), межі міцності (3) і пластичності (4) композитів від змісту другої фази Al2O3
Зйомка релаксаційних кривих проводилася до виходу кривих на «насичення» (Аа = const, Aa/At 0). Релаксаційна стійкість є величиною зворотною відносній глибині релаксації. Як бачимо, згідно рисунку 3 відносна глибина релаксації напружень зразків у чистій
З
міді значно нижче, ніж у зразках з добавкою оксиду. Це свідчить про те, що зразки після введення оксиду мають вищу релаксаційну стійкість ніж у чистій міді. Цей результат підтверджується також після зйомки кривих релаксації напружень на протязі 25 хвилин. Але невелика кількість оксиду алюмінію - 5 г/л значно знижує релаксаційну стійкість. Це свідчить про не монотонність залежності релаксаційної стійкості від вмісту оксиду. Більш детальний аналіз отриманих результатів потребує комплексних структурних досліджень, що є метою наших подальших досліджень.
2. Вивчено вплив зміцнювальної фази на міцнісні властивості композитів, а також їх релаксаційні параметри.
3. Визначено, що релаксаційна стійкість немонотонно залежить від концентрації оксиду алюмінію.
4. Рекомендовано у якості оптимального змісту зміцнювальної фази використовувати 30-50 г/л оксиду алюмінію. Ця концентрація оксиду забезпечує як високий рівень міцності та високу релаксаційну стійкість.
Рис. 3. Залежність релаксаційної стійкості від вмісту зміцнювальної фази
Висновки
1. Розроблено методику отримання фольг електроосаджених композитів мідь - оксид алюмінію.
Література
1. A. I. Il’insky, S. I. Lyabuk, A. I. Zubkov // Functional Materials. — 2003. — 10. № 1. — P. 52-54.
2. Сайфуллин, Р.С. Комбинированные
электрохимические покрытия и материалы. [Текст] / Р.С. Сайфуллин. М.: Химия, 1972.- 167 с.
3. Г. А. Малыгин. // Физика твердого тела - 2005.-т.47.- в.7.-С. 1247 - 1252.
4. Бенгус, B.3. С.Н. Комник, Е.Д. Табачникова // Физика конденсированного состояния. 1979.-№ 5.- С. 137 - 151.
5. Доценко, B.R Современные проблемы низкотемпературной пластичности материалов [Текст] / B.^ Доценко, А.И. Ландау, B.B. Пустовалов. - Киев: Изд-во «Наукова думка», 1987.- 162 с.
6. Гуляев, Б.Б.Структура и свойства сплавов. [Текст] / Б.Б. Гуляев, H.B. Камышан-ченко, И.М. Неклюдов, А.М. Паршин, Е.И. Пряхин. - М: «Металлургия». 1993.- 317 с.
с, г/л
Розроблена установка для вимірювання теплопровідності сипучих вуглецевих матеріалів гранулометричним складом від О до 10 мм в температурному діапазоні 100-1000 °С. Отримані дані по теплопровідності однокомпонентної шихти з різними пропорціями її складових та різного фракційного складу
Ключові слова: теплопровідність, коксовий дріб’язок, вимірювальна установка
□------------------------------------------------------□
Разработана установка для измерения теплопроводности сыпучих углеродных материалов гранулометрическим составом от 0 до 10 мм в температурном диапазоне 100-1000 °С. Получены данные по теплопроводности однокомпонентной шихты с различными пропорциями ее составляющих и различного фракционного состава
Ключевые слова: теплопроводность, коксовая мелочь, измерительная установка
□------------------------------------------------------□
This article represents designed apparatus for measuring the thermal conductivity of bulk carbon material with particle size distribution from 0 to 10 mm and the temperature range 100 -1000 °C. The thermal conductivity of one-component blend with different proportions of its components and with different fractional composition are received
Keywords: thermal conductivity, coke breeze, measuring apparatus__________________ ____________________________
УДК 536.2.081.7
ДОСЛІДЖЕННЯ
ТЕПЛО-
ПРОВІДНОСТІ
ВУГЛЕЦЕВИХ
МАТЕРІАЛІВ
Т.В. Чирка
Аспірант
Кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” пр. Перемоги, 39, м. Київ, Україна, 03056 Контактний тел.: (044) 406-83-09, 096-706-86-01 E-mail: [email protected]
F
