Preview

СОЗДАНИЕ КОМПОЗИТОВ МОЛИБДЕН-МЕДЬ МЕТОДОМ ИСКРОВОГО ПЛАЗМЕННОГО СПЕКАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2019-3-40-46

Полный текст:

Аннотация

В настоящий момент вопросы обеспечения высокоэффективного терморегулирования в электронных системах остаются актуальными. Более половины случаев отказов электронных систем связано именно с повышенной температурой в местах контакта их элементов. Полупроводниковые компоненты устанавливаются на различные пластины или подложки, которые выполняют функцию элементов отвода тепла и обеспечивают эффективное терморегулирование. Однако подбор материалов для таких пластин является сложной задачей. Получены объемные образцы на основе порошков молибдена и меди искровым плазменным методом. Высокий уровень теплопроводности меди и низкий температурный коэффициент расширения молибдена позволяют использовать эти металлы в качестве элементов отвода тепла для полупроводниковых компонентов. По результатам рентгенофазового анализа установлено, что композиты, помимо основных кристаллических фаз молибдена и меди, содержат карбид димолибдена и оксид молибдена. Присутствие данных химических соединений обусловлено характером процесса спекания в графитовых пресс-формах и качеством исходных материалов. Установлено, что зависимость плотности пор композитов от температуры спекания имеет неоднозначный характер изменения, связанный с чередованием твердофазного и жидкофазного спекания. Исследование образцов методом сканирующей электронной микроскопии показало, что в образцах медь заполняет межзеренное пространство частиц молибдена, тем самым обеспечивая высокую плотность конечных объемных продуктов. При этом спекание при температуре свыше 1060 °C сопровождается вытеканием расплавленной меди из объема пресс-формы, что способствует образованию больших пор с последующим снижением плотности образцов. Выявлено, что при температуре спекания 1060 °C в образце возникает минимальное количество пор, и частицы наиболее тесно прилегают друг к другу.

Об авторах

А. А. Сивков
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия


А. С. Ивашутенко
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия


Ю. Л. Шаненкова
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия


Ю. Н. Вымпина
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия


Список литературы

1. Shammas N.Y.A. Present problems of power module packaging technology // Microelectronics Reliability. 2003. Vol. 43. № 4. P. 519-527.

2. Lostetter A.B., Barlow F., Elshabini A. An overview to integrated power module design for high power electronics packaging // Microelectronics Reliability. 2000. Vol. 40. № 3. P. 365-379.

3. Hocine R., Boudghene Stambouli A., Saidane A. A three-dimensional TLM simulation method for thermal effect in high power insulated gate bipolar transistors // Microelectronic Engineering. 2003. Vol. 65. № 3. P. 293-306.

4. Renso N., Buffolo M., De Santi C., Ronzani M., Meneghesso G., Zanoni E., Meneghini M. Failure limits and electro-optical characteristics of GaN-based LEDs under electrical overstress // Microelectronics Reliability. 2018. Vol. 88-90. P. 887-890.

5. Aydinyan S.V., Kirakosyan H.V., Kharatyan S.L. Cu-Mo composite powders obtained by combustion-coreduction process // Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2016. Vol. 54. P. 455-463.

6. Li Z., Zhai Y. Preparation of Mo60Cu40 Composite Nano-Powder by Hydrogen Reaction // Rare Metal Materials and Engineering. 2010. Vol. 39. № 1. P. 6-9.

7. Dong L., Chen W., Hou L., Deng N., Zheng C. W-Cu system: synthesis, modification, and applications // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 2017. Vol. 56. № 3-4. P. 171-184.

8. Rosalie J.M., Guo J., Pippan R., Zhang Z. On nanostructured molybdenum-copper composites produced by high-pressure torsion // Journal of Materials Science. 2017. Vol. 52. № 16. P. 9872-9883.

9. Sun A., Dong X., Wang X., Duan B., Wang D. Synthesis of novel core-shell Cu@Mo nanoparticles with good sinterability // Journal of Alloys and Compounds. 2013. Vol. 555. P. 6-9.

10. Кочешков И.В. Анализ силовых условий процесса горячего прессования заготовок, предназначенных для получения волокнистых композиционных материалов // Кузнечно-штамповое производство. Обработка материалов давлением. 2011. № 4. С. 10-15.

11. Алымов М.И. Консолидированные порошковые наноматериалы (обзор) // Авиационные материалы и технологии. 2014. № S4. С. 34-39.

12. Алымов М.И. Конструкционные порошковые наноматериалы // Композиты и наноструктуры. 2010. № 2. С. 5-11.

13. Johnson J.L., German R.M. Role of Solid-State Skeletal Sintering during Processing of Mo-Cu Composites // Metallurgical and Material Transactions A. 2001. Vol. 32. № 3. P. 605-613.

14. Dong L., Chen W., Hou L., Deng N., Zheng C. W-Cu system: synthesis, modification, and application // Powder Metallurgy and Metal Ceramics. 2017. Vol. 56. № 3-4. P. 171-184.

15. Shkodich N.F., Rogachev A.S., Mukasyan A.S., Moskovskikh D.O., Kuskov K.V., Schukin A.S., Khomenko N.Yu. Preparation of Copper-Molybdenum Nanocrystalline Pseudoalloys Using a Combination of Mechanical Activation and Spark Plasma Sintering Techniques // Russian Journal of Physical Chemistry B. 2017. Vol. 11. № 1. P. 173-179.

16. Сивков А.А., Сайгаш А.С., Колганова Ю.Л. Коаксиальный магнитоплазменный ускоритель: патент РФ № 137443 от 24.09.2013.

17. Половинкина Ю.Н., Шаненкова Ю.Л. Получение пластин из молибдена и меди с помощью искрового плазменного спекания // Перспективы развития фундаментальных наук: сборник научных трудов XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. 2017. Т. 2. С. 214-216.

18. Sivkov A., Shanenkova Y., Saigash A., Shanenkov I. High-speed thermal plasma deposition of copper coating on aluminum surface with strong substrate adhesion and low transient resistivity // Surface and Coating Technology. 2016. Vol. 292. P. 63-71.

19. Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Т. 2: Химия металлов. Москва: Мир, 1972. 871 с.

20. Wang D., Yin B., Sun A., Li X., Qi C., Duan B. Fabrication of Mo-Cu composite powders by heterogeneous precipitation and the sintering properties of the composite compacts // Journal of Alloys and Compounds. 2016. Vol. 674. P. 347-352.


Для цитирования:


Сивков А.А., Ивашутенко А.С., Шаненкова Ю.Л., Вымпина Ю.Н. СОЗДАНИЕ КОМПОЗИТОВ МОЛИБДЕН-МЕДЬ МЕТОДОМ ИСКРОВОГО ПЛАЗМЕННОГО СПЕКАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2019;(3):40-46. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2019-3-40-46

For citation:


Sivkov A.A., Ivashutenko A.S., Shanenkova Y.L., Vympina Y.N. CREATION OF MOLYBDENUM-COPPER COMPOSITES USING THE SPARK PLASMA SINTERING METHOD AND THE STUDY OF THEIR CHARACTERISTIC. Science Vector of Togliatti State University. 2019;(3):40-46. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2019-3-40-46

Просмотров: 3


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-5073 (Print)
ISSN 2712-8458 (Online)