Разработка состава металлизационной пасты для нитрида алюминия на основе тугоплавких порошков

ВВЕДЕНИЕ 13
1 Современные представления о физико-химических и технологических процессах получения металлизированной керамики из нитрида алюминия 14
1.1 Керамика на основе AlN 14
1.1.1 Теплофизические свойства керамики AlN 25
1.1.2 Химическая стойкость 28
1.2 Металлизация керамики 29
1.2.1 Существующие способы металлизации 30
1.2.2 Требования к составляющим металлизации 30
1.3 Составы паст и режимы для металлизации керамики 32
1.4 Процессы, протекающие при вжигании металлизации 35
2 Методы исследования и материалы 36
2.1 Методы исследования 36
2.1.1 Рентгенофазовый анализ 36
2.1.2 Растровая электронная микроскопия (РЭМ) 37
2.1.3 Гидростатическое взвешивание 38
2.1.4 Проводимость 38
2.1.5 Адгезия 39
3 Экспериментальная часть 40
3.1 Материалы 40
3.1.1 Керамика на основе AlN 40
3.1.2 Металлический порошок 40
3.1.3 Изготовление образцов 41
3.1.4 Помол металлических порошков 43
3.1.5 Спекание металлических дисков 45
3.1.6 Исследование свойств спеченных 47
3.2.1 Приготовление паст 53
3.2.2 Приготовление органической связки 55
3.2.3 Смешение металлической и органической части с ALN 56
3.2.4 Определение свойств пасты 56
3.2.5 Вжигание металлизационной пасты 58
3.2.5 Исследование свойств метализационного слоя 60
4 Социальная ответственность 67
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 67
4.2 Производственная безопасность 69
4.3 Экологическая безопасность 74
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 76
4.5 Выводы по разделу 78
5 Финансовый менеджмент 79
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 79
5.1.1 Анализ конкурентных технических решений 79
5.1.2 SWOT-анализ 82
5.2 Планирование научно-исследовательских работ 87
5.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 87
5.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика проведения 88
5.2 Бюджет научно-технического исследования 92
5.2.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования 93
5.2.2 Расчет амортизации специального оборудования 94
5.2.3 Основная заработная плата исполнителей темы 95
5.2.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 97
5.2.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 98
5.2.6 Накладные расходы 98
5.2.7 Бюджетная стоимость НИР 99
5.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 100
5.3.1 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 100
5.3.2 Интегральный показатель ресурсоэффективности 102
5.4 Выводы по разделу 104
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 105
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 106

Весь текст будет доступен после покупки

Высокотеплопроводная керамика из нитрида алюминия является недорогим, надежным и качественным материалом для производства источников питания и электронных плат для военной техники. Производят керамику только из высокочистых и качественных материалов. Строгое соблюдение технологии производства гарантирует качество изделий.
Керамика из AlN обладает данными свойствами [1]:
высокая теплопроводность;
низкий КЛТР;
высокая изолирующая способность;
высокая механическая прочность;
отличная термостойкость;
нетоксичность.
Ценный комплекс свойств керамики из AlN обусловил ее широкое применение в современной технике.
Разработка новых диэлектрических материалов является одной из важных проблем, определяющих прогресс электронной и ряда других областей современной техники. Широко используемые в электронных приборах и радиосхемах в настоящее время диэлектрики из алюмооксидных материалов, не отвечают современным требованиям по теплопроводности другим свойствам. Оксид бериллия обладает высокой теплопроводностью, но является токсичным и дефицитным материалом. В связи с этим в последние годы широкое применение в технике находят именно те материалы, в основе которых находится нитрид алюминия, данные материалы имеют высокую теплопроводность, низкий КЛТР, ценные диэлектрические свойства, отличную термостойкость и др. достоинства. Преимуществом нитрида алюминия перед окисью бериллия является его нетоксичность.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Современные представления о физико-химических и технологических процессах получения металлизированной керамики из нитрида алюминия


1.1 Керамика на основе AlN

Нитрид алюминия (алюмонитрид) — это химическое соединение алюминия с азотом.
Материалы и изделия в основе которых находится нитрид алюминия, применяются главным образом в электронике и электротехнике [1].
На основе всего этого можно сделать вывод что нитрид алюминия является одним из перспективных материалов.
Алюмонитрид относится к сфере керамики, которая может найти применение в разных приборах электронной техники, в качестве теплоотводов в мощных осветительных устройствах, подложек для электронагревательных элементов и электроизоляторов.
Требуется увеличение количества паст для алюмонитрида, что приводит к возникновению проблемы их создания и необходимости исследования их свойств.
Разные сферы применения нитрида алюминия, такие как: электронная, электрохимическая, машиностроительная, атомные отросли промышленности. Данное разнообразие связано с тем, что нитрид алюминия обладает взаимосвязью физико-химических явлений.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Самсонов Г. В. Неметаллические нитриды. – М.: Металлургия, 1969.
2 Косолапова Т. Я. Неметаллические тугоплавкие соединения. – М.: Металлургия, 1985.
3 Падерно Ю.Б. и др.//Сб. Физика и химия нитридов. - Киев.: Наук. думка, 1968. – С. 168–171.
4 Домашевская Э.М. и др.// Изв. ВУЗ’ов, Физика – 1965. – № 6. – С. 80–83.
5 Андреева Т. В. и др.//Теплофизика высоких температур. АН СССР. – Т.2. – 1964. – №5. – С. 828-831.
6 Borom M.P., Slack Y.A. // Cer. Soc. Bull., 1972, v. 51, № 11, pp. 852-856.
7 High-thermal conductivity AlN ceramics: the effect of thermodynamic, kinetic, and microstructural factors. / Jackson F.B. et al. // J. Am. Cer. Soc. – 1997. – 80, (6), № 6. – pp. 1421-1435.
8 Effect of grain contiguity on the thermal diffusivity of AlN / Tayika Masahico et al. // J. Am. Cer. Soc. – 1999. – 82, № 6. – pp. 1573-1575.
9 Experimental and computational study of grain growth in AlN based ceramics. // Tayika Masahico et al. // J. Cer. Soc. Jap. – 1997. – 105, № 1227. – pp. 928-933.
10 Effect of heat treatment on the microstructure and properties of dense AlN sintered with Y¬2¬O¬3 additions. / Shantanu Mitra at al. // J. Am. Cer. Soc., – 1995. – 78, № 6. – pp. 2335-2344.
11 Effect of heat treatment on the microstructure of AlN. / Baik J. et al.J. Proc. Fabr. Adv. Mater. VII Proc. Symp. 7th. – 1998. – 78. – pp. 115-125. Chem. Abs. 999. – v.130, 84739m.
12 Effect of Yttria on the Thermal Conductivity of AlN. / P.S. de Baranda et al. // J. Am. Cer. Soc. – 1994. – 77, № 7. – pp. 1846–1850.
13 Применение нейтронно-активационного анализа для оценки химической неоднородности алюмонитридной керамики. / Г.Л. Смилшкалнэ и др. // Порошковая металлургия. – Киев – 1999. – № 5–6. – С. 102–106.
14 Влияние стабилизации межзеренных границ на прочность, теплопроводность и диэлектрические свойства нитрида алюминия / С.Н. Иванов и др. // Неорганические материалы. – 2000. – 36. – № 5. – С. 611-614.

Весь текст будет доступен после покупки