Пучнина Светлана Викторовна Исследование и разработка технологии пайки сапфира с металлами для газоразрядных источников излучения оптико-электронных систем

Краткое описание

Пучнина Светлана Викторовна Исследование и разработка технологии пайки сапфира с металлами для газоразрядных источников излучения оптико-электронных систем

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

кандидат наук Пучнина Светлана Викторовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ СПАЕВ МЕТАЛЛА С САПФИРОМ (СМС) В

ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ЛАМПАХ

1.1 . Особенности конструкции газоразрядных ламп с сапфировой

оболочкой

1.2. Основные направления исследований по созданию СМС в

газоразрядных лампах

1.2.1 Технологическая схема изготовления газоразрядной лампы с двумя

сапфировыми оболочками

1.2.2. Основные научные, конструкторские и технологические проблемы

при создании СМС в газоразрядной лампе

1.3. Особенности конструкции и технологии

цилиндрических СМС

1.3.1 Общие требования к конструкции спаев в газоразрядных

лампах

1.3.2. Общие требования к технологии получения спаев в

газоразрядных лампах

1.3.3. Особенности охватывающих и охватываемых цилиндрических

спаев

1.4. Исследование свойств сапфировых оболочек лампы как элементов

спая в газоразрядных лампах

1.4.1 Разработка методики и исследования температурного поля

1.4.2 Основные виды дефектов сапфировых труб

1.4.3 Исследование температурной зависимости механической

прочности сапфировых труб

1.4.3.1. Зависимость механической прочности сапфировой трубы от блочности при комнатной температуре

1.4.3.2. Температурная зависимость прочности сапфировой оболочки

газоразрядной лампы

1.5. Выбор конструкционных металлов и сплавов СМС газоразрядной

лампы

1.6. Расчет термоупругих напряжений в соединениях сапфира

с металлом

1.7. Постановка задачи для проведения конструкторских и

технологических исследований по созданию СМС газоразрядной лампы

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ СПАЕВ САПФИРА С НИОБИЕМ (СНС)

2.1. Конструкция цилиндрического СНС разрядной трубки ламп с разрядом

в парах щелочных металлов

2.2. Физико - химические принципы выбора стеклокерамического

припоя для СНС

2.2.1. Разработка требований к стеклокерамическому припою для СНС

2.2.1.1 Физический аспект выбора состава стеклокерамического припоя

2.2.1.2. Химический аспект выбора состава стеклокерамического припоя

2.2.1.3. Взаимодействие расплава стеклоцемента с поверхностью сапфира

2.2.2. Термодинамический анализ процессов взаимодействия материалов СНС

2.2.2.1. Методика термодинамического анализа химических реакций

2.2.2.2. Термодинамический анализ взаимодействия компонентов СНС

при пайке

2.3. Разработка технологии приготовления стеклокерамического припоя

2.3.1. Режим подъема температуры при сплавлении компонентов стеклокерамического припоя

2.3.2. Методика расчета характеристик помола стеклокерамического припоя

2.4 Разработка методов контроля сапфировых труб перед пайкой СМС

2.4.1 Методика исследования дефектов структуры сапфировой трубы поляризационно-оптическими способами

2.4.2 Влияние механической обработки на напряжение в сапфировых оболочках

2.4.3 Влияние высокотемпературного отжига на внутренние напряжения

в сапфире

2.5 Расчет конструкции СНС

2.5.1 Методика расчета зазора для пайки СНС

2.5.2 Экспериментальные исследования краевого угла смачивания стеклоцементом материалов СНС

2.5.3 Расчет поверхностного натяжения по А.А. Аппену и зазора

для пайки СНС

2.6 Исследование физико - химических процессов при пайке СНС

2.6.1. Рекристаллизационные процессы в ниобии

2.6.2. Процессы в стеклокерамическом припое при нагреве

2.6.3. Процессы на границе стеклокерамического припоя с сапфиром

и ниобием

2.6.4 Выбор оптимального температурного режима пайки

2.7 Рекомендации по конструированию и технологии СНС

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ СПАЕВ

САПФИРА С КОВАРОМ (СКС)

3.1. Технология пайки предварительно металлизированной поверхности

3.1.1. Исследование спаев с вольфрамовой металлизацией

3.1.2. Исследование спаев с молибдено - марганцевой металлизацией

3.2. Активная пайка сапфира с металлами

3.3. Предпосылки создания технологии спая активной пайки по

металлизированной поверхности сапфира

3.4.Термодинамический и химический анализ процессов взаимодействия материалов СКС

3.5.Математическое моделирование процесса магнетронного напыления

3.5.1. Построение математической модели

3.5.2. Определение скорости напыления

3.5.3. Алгоритм реализации модели

3.5.4. Результаты моделирования магнетронного напыления на

вращающийся цилиндрический образец

3.5.5. Экспериментальная проверка адекватности модели

3.6. Микрорентгеноспектральный анализ фазового состава на границах

медь - титан и титан - сапфир

3.6.1. Методика исследования и требования к экспериментальным образцам

3.6.2. Экспериментальные исследования взаимодействия титана с медью

в процессе пайки

3.6.3. Экспериментальные исследования взаимодействия титана с сапфиром

в процессе пайки

3.7. Особенности разработанной технологии получения СКС

3.8. Механическая прочность разработанных соединений

ГЛАВА 4. НАДЕЖНОСТЬ СМС И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

В УСТРОЙСТВАХ ПЛАЗМЕННОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

4.1. Исследование надежности разработанных СМС

4.1.1. Исследование СМС на устойчивость к механическим и

климатическим воздействующим факторам

4.1.2. Исследование утечки щелочного металла в СНС путем химического взаимодействия с компонентами плазмообразующей среды

4.1.2.1. Физические основы метода контроля потерь щелочного металла

в стеклокерамических спаях

4.1.2.2. Термодинамический подход к оценке надежности спаев

4.1.2.3. Спектрометрический контроль скорости утечки щелочного металла

4.1.2.4. Практическое применение предлагаемого метода контроля

утечки щелочных металлов и полученных результатов

4.1.3. Разработка методики и расчетно - экспериментальные исследования утечки компонентов наполнения сквозь микротечи в СМС

4.2. Перспективы использования разработанных СМС в устройствах

плазменной электроники

4.2.1. Применение разработанных СНС в устройствах с разрядом в парах

щелочных металлов

4.2.1.1. Газоразрядные источники света на основе импульсно -периодического разряда высокого давления в парах цезия

4.2.1.2. Высокочастотные лампы

4.2.1.3. Импульсный цезиевый источник ИК излучения с коаксиальным разрядом в сапфировой оболочке

4.2.2. Применение разработанных СКС в устройствах с разрядом в

инертных газах

4.2.2.1. Импульсные короткодуговые ксеноновые лампы сверхвысокого давления с сапфировой колбой

4.2.2.2. Импульсная ксеноновая лампа УФ излучения с сапфировой оболочкой

4.2.3. Научно - технический анализ перспектив использования разработанных СМС в различных отраслях электронной техники

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Приложения