Навигация
Технология получения ситалла
24732
знака
1
таблица
3
изображения
1. Технология получения ситалла
Стремление избавиться от главных недостатков стекла, повысить его устойчивость к механическим и термическим воздействиям привело к созданию за счет управляемой кристаллизации нового стеклокристаллического материала — ситалла.
Ситаллы изготовляют на основе неорганических стекол путем их полной или частичной управляемой кристаллизации. Термин «ситаллы» образован из слов: стекло и кристаллы. По структуре и технологии получения ситаллы занимают промежуточное положение между обычным стеклом и' керамикой. От неорганических стекол они отличаются кристаллическим строением, а от керамических материалов — более мелкозернистой и однородной микрокристаллической структурой. По многим параметрам ситалл превосходит стекло и композиции на основе стекла. Недостатком ситалла является меньшая химическая стойкость — следствие неоднородной структуры и наличия оксидов щелочных металлов. Из-за рассеяния света на границах кристаллитов ситаллы в слое 0,35... 1 мм уже непрозрачны. От керамики ситаллы отличаются хорошей обрабатываемостью, отсутствием пористости, меньшей стоимостью. Ситаллы марок Ст32, Ст38, Ст50 (цифра обозначает значение ТКЛР) в виде полированных пластин толщиной 0,35... 1 мм размером 60Х Х48 мм являются основным материалом подложек тонкопленочных ГИС.
В процессе кристаллизации стекла наиболее существенно изменяются следующие его свойства:
1 Растет механическая прочность, особенно заметно при испытании на изгиб. Причина состоит в том, что поверхностные трещины, наталкиваясь на кристаллиты, не могут развиваться так интенсивно, как в стекле.
2 Повышается нагревостойкость и температура начала деформации, так как диапазон температур размягчение-плавление значительно сужается по сравнению со стеклами.
3 Появляется дополнительное средство регулирования свойств.
Термин «ситаллы» образован из слов: стекло и кристаллы. За рубежом их называют стеклокерамикой, пирокерамами. По структуре и технологии получения ситаллы занимают промежуточное положение между обычным стеклом и керамикой. От неорганических стекол они отличаются кристаллическим строением, а от керамических материалов — более мелкозернистой и однородной микрокристаллической структурой.
Получаются ситаллы путем плавления стекольной шихты специального состава с добавкой нуклеаторов (катализаторов), охлаждения расплава до В состав стекла, применяемого для получения ситаллов, входят окислы Li2O, Аl2О3, SiO2, MgO, CaO и др.; кроме того, добавляются катализаторы кристаллизации (нуклеаторы). К ним относятся соли светочувствительных металлов Au, Ag, Си или фтористые и фосфатные соединения, TiO2 и др. Нуклеаторы добавляют при плавлении стекольной шихты, далее расплав охлаждают до пластичного состояния, а затем формируют из него изделия методами стекольной технологии, после чего производится ситаллизация (кристаллизация).
В зависимости от способа получения ситаллы делятся на фотоситаллы и термоситаллы.
Фотоситаллы получают из стекол литиевой системы с нуклеаторами — коллоидными красителями. В расплавленном стекле (Тпл = 1250 — 1600° С), нуклеаторы находятся в виде ионов, выделяющихся из соответствующих окислов. Центрами кристаллизации являются мельчайшие частицы металлов. Для инициирования фотохимический реакции стекло облучают ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами. При термообработке происходит рост и образование кристаллов вокруг металлических частиц. Одновременно при проявлении (низкотемпературной обработке) материал приобретает определенную окраску.
Процесс кристаллизации происходит в две стадии: вначале при температурах, близких к Тc, происходит образование зародышей кристаллов, которые растут до определенных размеров и вызывают кристаллизацию других фаз в стекле. В результате образуется жесткий кристаллический каркас, препятствующий деформированию изделия и позволяющий вести дальнейший процесс при более высокой температуре (900—1100° С). На этой стадии изделия полностью и равномерно закристаллизовываются.
Термоситаллы получаются из стекол, систем MgO — Al2O3 — SiO2, CaO — А12O3 — SiO2 и других с добавкой TiO2, FeS и т. п. нуклеаторов. Стекломассу подвергают двух ступенчатой термообработке. На первой ступени обработки образуются и растут зародыши кристаллизации, создающие упрочняющий изделие каркас, при температуре равной 500 – 700 градусов Цельсия. На второй ступени при более высокой температуре (900 – 1100 градусов Цельсия) происходит окончательная кристаллизация стекла. Когда процесс ситаллизации закончен, детали охлаждают до комнатной температуры.
Структура ситаллов многофазная, состоит из зерен одной или нескольких кристаллических фаз, скрепленных между собой стекловидной прослойкой. Содержание кристаллической фазы колеблется от 30 до 95%. Размер оптимально развитых кристаллов обычно не превышает 1—2 мкм. По внешнему виду ситаллы могут быть непрозрачными и прозрачными (количество стеклофазы до 40%).
Свойства ситаллов определяются структурой и фазовым составом. Причина ценных свойств ситаллов заключается в их исключительной мелкозернистости, почти идеальной поликристаллической структуре. Свойства ситалла изотропны. В них совершенно отсутствует всякая пористость. Усадка при кристаллизации – до 2 %. Большая абразивная стойкость делает их малочувствительными к поверхностным дефектам. Стеклокристаллические материалы обладают высокой химической устойчивостью к кислотам и щелочам, не окисляются даже при высоких температурах. Они газонепроницаемы и обладают нулевым водопоглощением. Ситаллы относят к хрупким материалам, по твердости они приближаются к стали.
Свойства ситаллов:
1 Плотность 2.3 – 2.8 Мг/ м3
2 Водопоглощение 0.01%
3 Температурный коэффициент
линейного расширения (12-120) ·10-7 1/град
4 Удельная теплопроводность 7,4 — 16,9 ккал/(м·ч·град)
5 Температура текучести 750-1350° С.
6 Предел прочности при изгибе 50-260 МПа.
7 Электрическая прочность 25-75 МВ/м
8 Высокая термостойкость 500 - 900° С
Многие ситаллы обладают высокой химической стойкостью к действию сильных кислот и щелочей. Доступность сырья и невысокая технология получения обеспечивают невысокую стоимость изделия. По техническому назначению ситаллы можно подразделить на установочные и конденсаторные. Установочные ситаллы используют в качестве подножек ГИМ и дискретных пассивных элементов (н., тонкопленочных резисторов), деталей СВЧ- приборов и некоторых типов электронных ламп. Достоинством ситалловых конденсаторов являются повышенная электрическая прочность по сравнению с керамическими конденсаторами.
Похожие работы
... -4002; 5) пинцет ППМ 120 РД 107.290.600.034-89; 6) тара АЮР 7877-4048. Суммарное оперативное время Топ = 2 мин. Комплект технологической документации на технологический процесс сборки и монтажа блока стробоскопического прибора приведен в приложении. 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА СБОРКИ И МОНТАЖА Внедрение на предприятии механизированных, автоматизированных и автоматических поточных линий ...
... линии, линии и участки гибкого автоматизированного производства (ГАП). При выполнении курсового проекта достаточно рассмотреть 2 варианта маршрутной технологии сборки и монтажа изделия. При этом необходимо руководствоваться схемами типовых технологических процессов сборки блоков РЭА с применением микросхем и навесных ЭРЭ (ОСТ 4ГО.054.267). Средства технологического оснащения, используемые при ...
, устанавливающими высокий технологический уровень и минимальные материальные и трудовые затраты. Следовательно, целью курсового проекта будет являться разработка технологии изготовления заданного изделия в условиях среднесерийного производ-ства. В процессе курсового проекта будут решены задачи разаработки маршрутного технологического процесса изделия, обоснованный выбор технологического обору- ...
... с ПП при использовании этого метода. Кроме того, этот мето нашел наибольшее распространение на предприятии заказчика. 2.2 Технологический процесс изготовления печатной платы комбинированным позитивным методом Технологический процесс изготовления ПП комбинированным позитивным методом состоит из ряда взаимосвязанных между собой этапов. Входной контроль фольгированного диэлектрика (СФ-2-35) ...
0 комментариев