Научный архив: статьи

Актуальность и цели. В современном производстве приборов силовой электроники для низкотемпературного соединения их конструкционных элементов применяется технология спекания (синтеринга) с использованием специальных паст на основе ультрадисперсных порошков серебра. Ключевой проблемой при изготовлении таких паст является агломерация частиц серебра в порошке. Цель - разработка способов модификации гранулометрического состава порошков серебра, приводящих к увеличению в них доли субмикронных частиц.

Материалы и методы. Проведено исследование ультрадисперсного порошка серебра отечественного производства. Гранулометрический состав порошка определялся методом лазерной дифракции с использованием гранулометра SALD-3101. Для измерений изготавливались суспензии исследуемого порошка в изопропиловом спирте с концентрациями 50 мкг/мл и 75 мг/мл. Суспензии подвергались обработке ультразвуком частотой 35 кГц в ультразвуковой ванне ПСБ-5735-05.

Результаты. Установлено, что исходный порошок серебра состоял из двух фракций частиц размером от 0,5 до 2,0 мкм и от 10 до 500 мкм. В результате ультразвуковой (УЗ) обработки низкоконцентрированной суспензии порошка (50 мкг/мл) в течение 80 мин объемная доля частиц субмикронной фракции повышается с 18 до 60 %. Длительная (4 ч и более) УЗ-обработка высококонцентрированной суспензии (75 мг/мл) не приводит к появлению в ней частиц серебра размером менее 1 мкм. Такие частицы появляются в суспензии при добавлении в нее миристиновой кислоты в качестве диспергатора с последующей УЗ-обработкой. Разбавление суспензии изопропиловым спиртом до концентрации 50 мкг/мл с последующей УЗ-обработкой позволяет увеличить объемную долю частиц серебра размером менее 1 мкм до 70 %.

Выводы. Разработан способ модификации гранулометрического состава ультрадисперсных порошков серебра, позволяющий увеличить объемную долю субмикронных частиц до 70 %.

Методом растровой электронной микроскопии исследованы изменения микроструктуры спеченных слоев серебросодержащих паст в зависимости от температуры процесса спекания (230—270 °С) при заданном давлении прессования, а также в зависимости от давления прессования (10—40 МПа) при заданной температуре спекания. Установлена корреляция полученных результатов с данными электрических измерений.

Методом рентгеновской микротомографии исследована дефектная структура кристаллов 4H-SiC, полученных PVT-способом. Определены линейные характеристики поровых дефектов. Установлено, что поверхности микропор имеют фрактальный характер со значениями фрактальной размерности 2,20—2,60. Методом рентгеновской микротомографии в исследуемых кристаллах выявлены макродефекты, имеющие форму «сплющенных» микротрубок с поперечным сечением, близким к эллиптическому.