Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Полировальные композиции на основе новых высокодисперсных абразивных порошков для обработки элементов радиоэлектронных средств Юзова, Вера Александровна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Юзова, Вера Александровна. Полировальные композиции на основе новых высокодисперсных абразивных порошков для обработки элементов радиоэлектронных средств : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.16.06 / Красноярский техн. ун-т.- Красноярск, 1998.- 23 с.: ил. РГБ ОД, 9 98-4/3094-X

Введение к работе

Актуальность темы: В обрабатывающей промышленности широкое распространение получили композиционные материалы с жидкой матрицей и дисперсным наполнителем, обладающим абразивными свойствами. Среди них особое место занимают полировальные композиции, так как именно на стадии механического полирования достигаются требуемые выходные характеристики обрабатываемой поверхности.

Формирование полировальных композиций, в отличие от конструкционных порошковых материалов с твердой матрицей, не требует воздействия повышенных температуры и давления. На передний план при их изготовлении выдвигается физико-химическое сродство жидкой матрицы (дисперсионной среды) и порошкового наполнителя (дисперсной твердой фазы) . При этом большое внимание уделяется выбору дисперсной фазы, который обуславливается микротвердостыо (абразивными свойствами) и дисперсностью, а также требованиями, предъявляемыми к расходу полировальной композиции, ее стоимости, выходными параметрами обработанных поверхностей, производительности процесса полирования. Широкий спектр требований особенно необходим при обработке поверхностей элементов радиоэлектронных средств (РЭС), включающих подложки с необычайно жесткими требованиями по микрорельефу, кристаллическому совершенству поверхности, обеспечивающих их электрическую однородность, разнообразные элементы конструкций, требующие зеркальной поверхности, отсутствия механических повреждений и достижения высоких эргономических, защитных свойств.

Таким образом, создание композиционных порошковых материалов с жидкой матрицей - полировальных композиций, поиск новых наполнителей -абразивных порошков, повышающих эффективность процесса обработки поверхностей элементов РЭС различного функционального назначения, являются актуальными задачами, включенными в тематику Российских, региональных научно-технических программ «Алмазные нанотехнологии», «Физические основы нанотехнологии», «Экология, новые технологии и материалы Красноярского края».

Целью работы является создание нового класса композиционных материалов - полировальных композиций и исследование их физико-химических, технологических и эксплуатационных свойств.

В рамках поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  1. разработать и оптимизировать компонентный состав полировальных композиций на основе новых высокодисперсных порошков,

  2. разработать технологические схемы изготовления многокомпонентных полировальных композиций,

3. изучить факторы, влияющие на агрсгативную и ссдиментационную устойчивости композиций на основе предложенных порошков при их взаимодействии с жидкими матрицами (дисперсионными средами),

4.исследовать возможность использования для эффективного полирования ультрадисперсных алмазных (УДА), алмазографитовых (УДА-Г) порошков, полученных методом детонационного синтеза, и порошков техногенного оксида алюминия, представляющих осадки фильтров пылегазоочистки глиноземного производства (ТПГП).

Методы н средства исследования. Для решения поставленных задач был использован комплекс методов исследования вещества, в частности электронно-микроскопический, методы рентгеноструктурного и химического анализа, дифракции быстрых электронов, нематического жидкого кристалла, методы, основанные на измерении фотопроводимости. При исследовании полировальных композиций в виде суспензий использовались спектральные, седиментационные, гравитометрические и волюмометрические методы. При выполнении расчетов применялись аналитические, в том числе с применением специальных функций, и численные методы, методы физического и математического моделирования, элементы дифференциального исчисления и математической статистики. Экспериментальные результаты получены с помощью стандартного оборудования и приборов по специально разработанным для повышения точности измерений методикам и на модернизированной спектральной установке. Обработка экспериментальных данных осуществлялась с использованием программного пакета Math CAD.

Научная новизна

1. Впервые полировальная композиция представлена композиционным
порошковым материалом с жидкой матрицей (дисперсионной средой) и
высокодисперсным порошковым наполнителем (дисперсной фазой) и к ее
созданию применена методология получения композиционного материала.

  1. Выявлены особенности структурообразования в полировальных композициях, связанные со взаимодействием жидкой матрицы с твердым наполнителем.

  2. Впервые разработан для малоконцентрированных полировальных композиций, созданных на базе УДА, метод исследования агрегативпой и седимептационнои устойчивости, основанный на определении дисперсности наполнителя по характеристикам светорассеяния.

4. Получены новые данные о физико-химических, свойствах, структуре
зерен порошков техногенного оксида алюминия, обеспечивающих высокие
технологические и эксплуатационные характеристики полировальных
композиций на их основе.

5. Впервые экспериментально показано снижение высоты микрорельефа, механических, кристаллических повреждений, обеспечивающих однородность электрических свойств пьезоэлектрических и полупроводниковых подложек, от использования в механической их обработке новых полировальных композиций, созданных на основе УДЛ хромово-кислотной счистки.

Практическая ценность работы

1 .Разработаны на основе новых высокодисперсных порошков многокомпонентные композиционные материалы для эффективного механического полирования поверхностей элементов РЭС разлігчного функционального назначения.

2. Разработаны и внедрены технологические схемы изготовления
полировальных композиций.

3. Предложен способ регулирования абразивной способности порошков
техногенного оксида алюминия путем дополнительного отжига.

4. Разработана технологическая документация на промышленное
изготовление композиционных материалов в виде полировальных паст
«Суфипол» и «Глипол».

5. Разработаны научно-обоснованные рекомендации по использованию
поверхностно-активных веществ и ультразвукового диспергирования,
обеспечивающих оптимальность в достижении технологических свойств и
наиболее высоких эксплуатационных характеристик изготавливаемых
полировальных композиций.

Защищаемые научные положення

1. Свойства полировальных композиций существенно зависят от
соотношения компонентов, последовательности их введения в композицию и
оптимизации технологических режимов изготовления, обеспечивающих
седиментациошгую и агрегативную устойчивость композиций.

2. Седиментационная устойчивость свободнодисперсных полировальных
композиций обеспечивается за счет повышения их агрегативной устойчивости
путем совместного действия ультразвука и определенного типа поверхностно-
активного вещества (ПАВ), а полировальных паст - за счет образования
коагуляционных структур при повышении концентраций порошков и ПАВ.

3. Начальные стадии образования коагуляционных структур в
низконаполенных наносуспензиях УДА целесообразно исследовать с помощью
оптических методов, основанных на светорассеянии и позволяющих
контролировать численные значения размеров частиц.

4. Эффективность полирования рабочих поверхностей элементов РЭС
повышается в результате использования в полировальных композициях
высокодисперсных алмазных и алмазографитовых порошков детонационного
синтеза, а также порошков техногенного оксида алюминия, являющихся

фракционированными осадками фильтров пылегазоочистки глиноземного производства (техногенных порошков).

5. Высокое качество обработки поверхностей обуславливается особенностями физико-химических, поверхностных свойств и структуры частиц порошков, а также компонентным составом полировальных композиций.

Реализация и внедрение результатов исследования.

Результаты диссертационного исследования явились основой для организации промышленного производства полировальных паст в рамках инновационных Всероссийской программы «Алмазные нанотехнологии» и региональной программы «Экология, новые технологии и материалы Красноярского края». На основе проведенных исследований разработаны технологические регламенты и технические условия на промышленное изготовление и испытания полировальных паст «Суфипол» и «Глипол».

Результаты работы внедрены на предприятии ЛО «Искра» г. Красноярска, и в МНТП «Супертех» г. Красноярска.

Апробация работы

Основные материалы диссертации докладывались и обсуждались на II International conference on nanometer scale science and technology (Moscow, 1993); Российской конференции «Получение, свойства и применение энергонасыщенных ультрадисперсных порошков металлов и их соединений» (г. Томск, 1993); научно-технической конференции с международным участием «Проблемы техники и технологии 21 века» (г.Красноярск, 1994); межрегиональной конференции «Материалы, технологии, конструкции» (г. Красноярск, 1994); межрегиональной научно-технической конференции с международным участием «Ультрадисперсные порошки, материалы и наноструктуры. Получение, свойства и применение» (г. Красноярск, 1996). Отдельные результаты работы докладывались на региональных научно-технических советах и семинарах.

Публикации

По теме диссертации опубликована 31 печатная работа, в том числе 2 патента РФ, 12 статей, 1 учебное пособие, 2 технических условия, 9 тезисов конференций, 5 информационных листков ЦНТИ.

Объём диссертации и её структура

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы, трех приложений. Диссертация изложена на 193 страницах, включая 54 рисунка, 29 таблиц и приложения на 15 страницах. Список цитируемой литературы содержит 227 наименований.