Публикации автора

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.

Методом рентгеновского малоуглового рассеяния исследована дефектная структура кристаллов 4H-SiC, выращенных методом PVT. Обнаружены массово-фрактальные и поверхностно-фрактальные поровые дефекты нанометровых масштабов. Определены их линейные характеристики и фрактальные размерности. Построены функции распределения рассеивающих неоднородностей по радиусам инерции. Установлено, что максимальные значения функций распределения (наиболее вероятные радиусы инерции) структурных неоднородностей приходятся на маломасштабные образования с радиусами инерции, лежащими в интервале 25–30 Å.

С применением методов термического анализа (ТМА, ТГА, ДСК) проведены сравнительные исследования термостойкости полимерных защитных оболочек оптических волокон (ОВ) различных типов. Показано, что совместное использование методов термического анализа позволяет детально исследовать природу физических процессов, протекающих в защитных оболочках ОВ при термическом воздействии, а также определять температурные границы диапазона термической стабильности ОВ.