RU2017846C1 - Способ изготовления изделий из композиционных материалов - Google Patents
Способ изготовления изделий из композиционных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017846C1 RU2017846C1 SU5049607A RU2017846C1 RU 2017846 C1 RU2017846 C1 RU 2017846C1 SU 5049607 A SU5049607 A SU 5049607A RU 2017846 C1 RU2017846 C1 RU 2017846C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- titanium
- oxide
- combustion
- microns
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 12
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения мишеней для ионно-плазменного распыления. Сущность способа заключается в инициировании реакции горения в экзотермической смеси, последующем горячем деформировании, выдержке под давлением продуктов горения и их охлаждении. В качестве экзотермической смеси используют смесь состава, (мас.% ): алюминий 15,00 - 33,81; оксид титана 13,35 - 30,05; оксид бора 11,62 - 28,14; диборид титана 60,0 - 10,0, причем дисперсность порошка оксида бора не превышает 500 мкм, диборида титана - менее 20 мкм, а удельные поверхности порошков оксида титана и алюминия соответственно равны, м2/г : 0,70 - 5,75 и 0,7 - 0,30. Композиционные мишени, полученные по данному способу, обеспечивают производство высокоомных резистивных элементов. Последние имеют широкую область применения, например, в качестве высокотемпературных нагревателей, стойких к воздействию высоких температур (до 600 - 700 °С) и термоциклированию на воздухе. 1 табл.
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии.
Наиболее близким техническим решением является способ изготовления мишеней из композиционных материалов, включающий приготовление экзотермической смеси порошков металла (титана) и неметаллов (бора и углерода), брикетирование смеси, инициирование реакции горения в смеси, последующее горячее деформирование, выдержку продуктов горения под давлением и их охлаждение с заданной скоростью.
Известный способ позволяет получать плотные крупногабаритные изделия, но не позволяет получить мишени для напыления высокорезистивных пленок, способных работать при высоких температурах и перепадах температур на воздухе.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления мишеней из композиционных материалов, преимущественно для ионно-плазменного напыления тонкопленочных резисторов, включающем приготовление экзотермической смеси порошков металла с неметаллами, брикетирование смеси, инициирование реакции горения в смеси, последующее горячее деформирование, выдержку под давлением продуктов горения и их охлаждение, согласно изобретению в качестве экзотермической смеси используют смесь следующего состава, мас.%: Алюминий (Al) 15,03-33,81 Оксид титана (TiO2) 13,35-30,05 Оксид бора (В2О3) 11,62-28,14 Диборид титана (TiB2) 60,0-10,0 причем дисперсность порошка оксида бора не превышает 500 мкм, диборида титана - менее 20 мкм, а удельные поверхности порошков оксида титана и алюминия соответственно равны, м2/г: 0,70-5,75 и 0,7-0,3.
В способе в процессе горения формируется продукт, представляющий собой двухфазную малопористую композицию: диборид титана - оксид алюминия. Последующее горячее деформирование по технологии СВС-компактирования позволяет получить малопористые мишени для ионно-плазменного распыления высокоомных резисторов в одну технологическую стадию. Соотношение оксида алюминия и диборида титана в композиции определяет величину удельного электросопротивления пленок. За нижним пределом указанных диапазонов процесс горения не происходит в связи с низкой экзотермичностью смеси. За верхним пределом указанных диапазонов процесс горения сопровождается настолько интенсивным газовыделением, что не удается сохранить форму и размеры мишени.
П р и м е р 1. Берут порошки оксида титана с удельной поверхностью 3,5 м2/г, алюминия - 0,5 м2/г, а также порошки оксида бора дисперсностью менее 315 мкм и диборида титана менее 20 мкм. Готовят смесь следующего состава, мас.%: TiO2 23,5 B2O3 20,5 Al 26,4 TiB2 29,6
Данный состав обеспечивает получение композиции, содержащей, мас.%: TiB2 50; Al2O3 50.
Данный состав обеспечивает получение композиции, содержащей, мас.%: TiB2 50; Al2O3 50.
Смесь брикетируют (диаметр брикета 125 мм) до относительной плотности 50% . Размещают в реакционной пресс-форме, инициируют реакцию горения путем локального теплового сигнала на вольфрамовую спираль, контактирующую с брикетом. После завершения процесса горения продукты горения подвергают деформированию. Выдерживают под давлением компактирования в течение 30 с. Охлаждают продукты горения в печи сопротивления со скоростью 20оС/мин. Мишень шлифуют с опорных плоскостей на плоскошлифовальном станке. Проводят магнетронное распыление на ситаловые подложки и проводят измерения электрофизических свойств тонкопленочных резисторов. Измеряют удельное электросопротивление (ρs), термический коэффициент сопротивления (ТКС) и коэффициент временной стабильности при выдержке пленки в течение 1000 ч на воздухе под нагрузкой 2 Вт/см2 при 65оС (Кст). Количественные характеристики приведены в таблице.
П р и м е р ы 2-5. В условиях примера 1 применяют состав смеси и дисперсность порошков смеси в соответствии с таблицей.
П р и м е р 6 (прототип). В условиях прототипа готовят экзотермическую смесь порошков титана дисперсностью менее 160 мкм, углерода (сажи) - менее 0,2 мкм, бора (аморфного коричневого) - менее 1 мкм при следующем соотношении компонента, мас.%: титан 75,6; углерод 12,0; бор 12,4.
Данные по примерам сведены в таблицу.
Из таблицы видно, что в случае примеров 4 и 5 не удалось получить качественных мишеней состава TiB2-Al2O3, поэтому отсутствуют данные по электрофизике пленок.
Тонкопленочные резисторы, полученные магнетронным распылением мишеней системы TiC-TiB2, полученных по известному способу, обладают значительно более низким сопротивлением при близких значениях ТКС и Кст.
Таким образом композиционные мишени, полученные методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза по предложенному способу состава TiB2-Al2O3, обеспечивают производство высокоомных резистивных элементов. Последние имеют широкую область применения, например, в качестве высокотемпературных нагревателей, стойких к воздействию высоких температур (до 600-700оС) и термоциклированию на воздухе.
Claims (1)
- СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, преимущественно мишеней для ионно-плазменного напыления тонкопленочных резисторов, включающий приготовление экзотермической смеси порошков металла с неметаллами, брикетирование смеси, инициирование реакции горения в смеси, последующее горячее деформирование с выдержкой под давлением продуктов горения и охлаждение, отличающийся тем, что в качестве экзотермической смеси используют смесь, содержащую компоненты, мас.%:
Алюминий 15,03 - 33,81
Оксид титана 13,35 - 30,05
Оксид бора 11,62 - 28,14
Диборид титана (TiB2) 60,0 - 10,0
причем дисперсность порошка оксида бора не превышает 500 мкм, диборида титана - менее 20 мкм, а удельные поверхности порошков оксида титана и алюминия соответственно равны 0,70 - 5,75 и 0,7 - 0,31 м2 / г.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5049607 RU2017846C1 (ru) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Способ изготовления изделий из композиционных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5049607 RU2017846C1 (ru) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Способ изготовления изделий из композиционных материалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017846C1 true RU2017846C1 (ru) | 1994-08-15 |
Family
ID=21607959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5049607 RU2017846C1 (ru) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | Способ изготовления изделий из композиционных материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2017846C1 (ru) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2146187C1 (ru) * | 1993-09-24 | 2000-03-10 | Дзе Исизука Рисерч Инститьют, Лтд. | Композит и способ его производства |
| RU2184164C2 (ru) * | 2000-07-10 | 2002-06-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН | Способ изготовления изделий из сплава на основе кремния |
| RU2263089C1 (ru) * | 2004-02-25 | 2005-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ получения композиционного материала |
| RU2305717C2 (ru) * | 2005-11-14 | 2007-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Мишень для получения функциональных покрытий и способ ее изготовления |
| RU2421844C1 (ru) * | 2009-12-16 | 2011-06-20 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) | Способ изготовления композиционного катода |
| RU2489513C2 (ru) * | 2007-10-03 | 2013-08-10 | Снекма | Способ алюминирования из паровой фазы полых металлических деталей газотурбинного двигателя |
| RU2561624C2 (ru) * | 2010-05-04 | 2015-08-27 | Планзее 3Е | Мишень из диборида титана |
| RU2569293C1 (ru) * | 2014-07-11 | 2015-11-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Мишень для получения функциональных покрытий и способ ее изготовления |
-
1992
- 1992-06-25 RU SU5049607 patent/RU2017846C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Мержанов А.П. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: двадцать лет поисков и находов. Препринт. ИСМАН, Черноголовка, 1989, с.43-56. * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2146187C1 (ru) * | 1993-09-24 | 2000-03-10 | Дзе Исизука Рисерч Инститьют, Лтд. | Композит и способ его производства |
| RU2184164C2 (ru) * | 2000-07-10 | 2002-06-27 | Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН | Способ изготовления изделий из сплава на основе кремния |
| RU2263089C1 (ru) * | 2004-02-25 | 2005-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Способ получения композиционного материала |
| RU2305717C2 (ru) * | 2005-11-14 | 2007-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт стали и сплавов" (технологический университет) | Мишень для получения функциональных покрытий и способ ее изготовления |
| RU2489513C2 (ru) * | 2007-10-03 | 2013-08-10 | Снекма | Способ алюминирования из паровой фазы полых металлических деталей газотурбинного двигателя |
| RU2421844C1 (ru) * | 2009-12-16 | 2011-06-20 | Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) | Способ изготовления композиционного катода |
| RU2561624C2 (ru) * | 2010-05-04 | 2015-08-27 | Планзее 3Е | Мишень из диборида титана |
| US9481925B2 (en) | 2010-05-04 | 2016-11-01 | Plansee Se | Titanium diboride target |
| RU2569293C1 (ru) * | 2014-07-11 | 2015-11-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Мишень для получения функциональных покрытий и способ ее изготовления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7676729B2 (ja) | Ｃｒ－Ｓｉ系焼結体 | |
| RU2017846C1 (ru) | Способ изготовления изделий из композиционных материалов | |
| JPH04502749A (ja) | セラミック複合材料およびその製造方法 | |
| WO2022254455A1 (en) | Max phases by reactive flash sintering and a method for ultrafast synthesis thereof | |
| CN114988863A (zh) | 非晶晶化制备镁铝尖晶石透明陶瓷的方法 | |
| CN113652657B (zh) | 铝钪合金靶材及采用大气高温扩散烧结成型制造方法 | |
| Levashov et al. | Structure and properties of Ti-CB composite thin films produced by sputtering of composite TiC-TiB2 targets | |
| JP2888340B2 (ja) | 結晶質固溶体粉末の製造方法、インジウム−錫−酸化物の結晶質固溶体粉末、ｉｔｏスパッタリングターゲット及びｉｔｏ被膜 | |
| CN106244988A (zh) | 一种高阻靶材制造方法 | |
| CN115667182A (zh) | Cr-Si-C系烧结体 | |
| CN106032323A (zh) | 一种以TiAl粉体为原料的Ti2AlC陶瓷粉体制备方法 | |
| JP2001098359A (ja) | Ｍｇ含有ＩＴＯスパッタリングターゲットおよびＭｇ含有ＩＴＯ蒸着材の製造方法 | |
| CN115490509A (zh) | 一种低成本镁铝尖晶石粉体改性处理方法 | |
| Deevi | Diffusional reactions between Mo and Si in the synthesis and densification of MoSi2 | |
| JP2011088804A (ja) | チタンシリコンカーバイドセラミックスの製造方法 | |
| CN1609055A (zh) | 一种钛硅碳化物粉及其以铝为反应助剂的常压合成方法 | |
| JP7480533B2 (ja) | Ｃｒ－Ｓｉ系焼結体 | |
| CN102400212A (zh) | 获取多晶体光学硒化锌的方法 | |
| Kharatyan et al. | SHS Densification of Complex Silicides: Promising Materials for the Electronics | |
| CN116924811B (zh) | 一步法生产高纯六硼化硅的工艺 | |
| JP7494567B2 (ja) | Ｃｒ－Ｓｉ系焼結体 | |
| JPS5891019A (ja) | 窒化アルミニウム質粉末の製造方法 | |
| CN116730726B (zh) | 一种长径比可调的棒状二元(ZrxHf(1-x))B2陶瓷粉体的制备方法 | |
| JP3127824B2 (ja) | 強誘電体膜形成用スパッタリングターゲットおよびその製造方法 | |
| Liu et al. | Preparation of silicon boride SiBx (x= 3, 4, 5, 6) powders by chemical oven self-propagating combustion synthesis |