Способ изготовления металлических паст, содержащих галлий Советский патент 1991 года по МПК C22C1/02 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии получения многокомпонентных металлических композиций, содержащих галлий.

Цель изобретения - упрощение процесса и улучшение качества пасты за счет повышения механических свойств.

Изобретение состоит в том, что пасту готовят в две стадии: на первой стадии получают полуфабрикат смешиванием порошкообразных компонентов и на второй расправляют легкоплавкие составляющие путем механического воздействия на смесь.

Необходимо, чтобы в процессе изготовления и хранения порошкообразной смеси- полуфабриката температура не превышала температуру плавления галлия. Для изготовления пасты может быть взято любое заданное количество смеси-полуфабриката без нарушения оптимального взаимного соотношения компонентов. Процесс перемешивания полуфабриката должен быть

достаточно интенсивным, чтобы обеспечить подъем температуры материала (,8°C) и расплавление легкоплавких компонентов. При этом происходит образование низкоплавкой эвтектики из легкоплавких составляющих смеси и смачивание частиц наполнителя образовавшейся жидкой фазой.

Существенно, что для разработанного способа точная дозировка может осуществляться на стадии изготовления полуфабриката еще в производственных условиях, что исключает необходимость какой-либо подготовки материала перед смешением в месте применения. Изготовление же порошков металлов-компонентов и хранение полуфабриката при 29,8°С не представляют технологических проблем.

В известном способе точная дозировка компонентов, особенно жидкого галлия, непосредственно в месте применения существенно усложняет процесс, требуя специального оборудования (весы, мернисл

с

о о

С

сл N ю

ки) и является основным источником препаративных ошибок. Особенно сложно дозировать малые порции жидкого галлия, так как он хорошо смачивает практически любые материалы.

Способ приготовления галлиевых паст реализован следующим образом.

Была изготовлена смесь порошка ин- терметаллида СизЗп, порошка олова и порошка галлия. Порошки Sn и СизЗп содержали фракцию не крупнее 40 мк, а сферические частицы галлия имели размер 40-200 мк. Весовые соотношения компонентов (соответствующие оптимальные свойства пасты) были следующими, мас.%: Ga 42,3; Sn 5.2. CuaSn. 52.5. Взвешивание компонентов производилось с точностью до 1 мг. Полученная смесь порошков (полуфабрикат) хранилась при температуре не выше 29°С.

Отмечено отсутствие сегрегации частиц компонентов смеси, а также отсутствие контактно-реактивного плавления частиц галлия и олова.

Приготовление пасты вели с помощью специального механического смесителя в полиэтиленовой капсуле. Порция материала составляла 1-2 г. Частота механических колебаний капсулы 50 Гц, амплитуда 3-4 см. Время смешения (до образования из исходного порошка однородной пластичной пасты) составляло 35-50 с в зависимости от величины порции материала.

Полученная паста закладывалась в стальные формы; затвердевшие цилиндрические образцы (высота 8 мм, диаметр 4 мм) через 24 ч после изготовления подвергались механическим испытаниям на сжатие.

Аналогичным образом изготовлялись образцы по известному способу. Весовые соотношения компонентов для него были те же, однако использовалась готовая жидкая фаза (эвтектика Ga-Sn), которая дозировалась отдельно от порошка-наполнителя СизЗп. Время смешения в этом случае несколько меньше (25-40 с).

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Таким образом, качество пасты, обус- ловливающее механические свойства образцов, для разработанного способа существенно лучше. Статистическая обработка дает следующие значения средней прочности при сжатии (уровень значимости

0,05): известный способ о§ 4133 ± 326 и

предлагаемый о& 4912 ± 145 кгс/см2 Формула изобретения Способ изготовления металлических

паст, содержащих галлий, включающий дозирование компонентов в полуфабрикат и расплавление легкоплавких компонентов с образованием пасты, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии

процесса и улучшения качества пасты за счет повышения механических свойств, дозирование в полуфабрикат осуществляют в порошкообразном состоянии, а расплавление легкоплавких компонентов проводят путем механического воздействия на смесь.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии получения многокомпонентных металлических композиций, содержащих галлий. Цель изобретения - упрощение процесса и улучшение качества пасты за счет повышения механических свойств. Поставленная цель достигается тем, что на первой стадии готовят полуфабрикат смешиванием порошкообразных компонентов, а на второй - расплавляют легкоплавкие составляющие путем механического воздействия на смесь. Свойства улучшаются за счет повышений точности дозировки компонентов. 1 табл.