Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович icon

Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович



НазваниеЄ. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович
Дата конвертации28.03.2013
Размер64.19 Kb.
ТипАвтореферат
скачать >>>

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона


Олексієнко Сергій Владиславович


УДК 621.791:666.1.037.4


ЗВАРЮВАННЯ В ТВЕРДІЙ ФАЗІ

МОНОКРИСТАЛІЧНОГО КРЕМНІЮ

З БОРОСИЛІКАТНИМ СКЛОМ


Спеціальність 05.03.06

Зварювання та споріднені технології


АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук


Київ – 2005

Дисертацією є рукопис


Роботу виконано на кафедрі зварювального виробництва Чернігівського державного технологічного університету Міністерства освіти і науки України


^ Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Харченко Геннадій Костянтинович,

Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона

Національної академії наук України,

провідний науковий співробітник


^ Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Большаков Михайло Васильович,

Національний університет “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України,

професор кафедри зварювального виробництва, діагностики та відновлення металоконструкцій


кандидат технічних наук

^ Журавльов Владислав Сергійович,

Інститут проблем матеріалознавства

ім. І.М. Францевича

Національної академії наук України,

провідний науковий співробітник відділу контактних явищ та паяння неметалічних матеріалів


^ Провідна установа: Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України (м.Київ)


Захист відбудеться “^ 12жовтня 2005 р. о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.182.01 при Інституті електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України за адресою: 03680, м. Київ-150, МСП, вул. Боженка, 11


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України за адресою: 03680, м. Київ-150, МСП, вул. Боженка, 11


Автореферат розісланий “^ 09вересня 2005 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

доктор технічних наук Л.С. Киреєв

АНОТАЦІЯ


Олексієнко С.В. Зварювання в твердій фазі монокристалічного кремнію з боросилікатним склом. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 – “Зварювання та споріднені технології”. – Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, Київ, 2005.

Дисертація присвячена розробці методики визначення оптимального часу зварювання в твердій фазі в електростатичному полі кремнію зі склом при виготовленні напівпровідникових датчиків тиску. Швидкість формування з’єднань залежить від пікового значення густини струму зварювання, яке при незмінній напрузі зварювання залежить від шорсткості контактуючих поверхонь та величини відношення номінальної площі контакту деталей до сумарного периметра бокових поверхонь трубчатої скляної деталі. Величина електростатичних сил стиснення визначається відношенням падіння зварювальної напруги на контактному опорі до величини повітряного зазору між поверхнями, що зварюються, в початковий момент прикладення зварювальної напруги. Розроблено методику визначення часу зварювання безпосередньо в процесі зварювання. Встановлено, що для збільшення міцності з’єднань необхідно, щоб відношення номінальної площі контакту деталей до сумарного периметра бокових поверхонь трубчатої скляної деталі мало мінімальне значення. Розроблено технологію виготовлення багатошарових вузлів типу кремній-скло-кремній за один цикл зварювання.

^ Ключові слова: зварювання в твердій фазі в електростатичному полі, напівпровідниковий датчик тиску, кремній, скло, багатошаровий вузол, пікове значення струму зварювання, електростатична сила стиснення, час зварювання, контактний опір, міцність з’єднань.


АННОТАЦИЯ

Олексеенко С.В. Сварка в твердой фазе монокристаллического кремния с боросиликатным стеклом. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.06 – “Сварка и родственные технологии”. – Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, Киев, 2005.

Диссертационная работа посвящена разработке методики определения оптимального времени сварки в твердой фазе в электростатическом поле монокристаллического кремния с боросиликатным стеклом и усовершенствованию технологии сварки многослойных узлов типа кремний-стекло-кремний.

Установлено, что степень формирования сварного соединения определяется величиной значения плотности тока сварки в начальный момент приложения электрического сварочного напряжения – пиковым значением плотности тока сварки. Показано, что величина пикового значения тока сварки определяется величиной площади фактического контакта соединяемых поверхностей и величиной отношения номинальной площади контакта деталей к суммарному периметру боковых поверхностей трубчатой стеклянной детали. При неизменном напряжении сварки пиковое значение плотности тока сварки и скорость формирования сварного соединения уменьшаются с увеличением указанного отношения.

Путем измерения сближения поверхностей во время сварки установлено, что формирование физического контакта осуществляется в начальный момент приложения электрического сварочного напряжения. Установлено, что величина электростатических сил сжатия определяется напряженностью электрического поля в воздушном зазоре между контактируемыми поверхностями, которая, в свою очередь, определяется отношением падения сварочного напряжения на контактном сопротивлении к величине воздушного зазора.

Выявлено, что время сварки кремния со стеклом зависит от объема микропустот, который устанавливается в контактной зоне материалов под воздействием электростатических сил сжатия, и от начального значения плотности тока сварки в момент приложения электрического сварочного напряжения. В общем случае при увеличении шероховатости поверхностей в пределах от 14 (Rz = 0,025 мкм) до 13 класса (Rz = 0,1 мкм) чистоты поверхностей достижение заданной прочности сварных соединений осуществляется путем выдержки свариваемого узла под электрическим напряжением на протяжении большего времени.

Разработана новая методика определения времени сварки непосредственно в процессе сварки, которая позволяет обоснованно выдерживать свариваемый узел под электрическим напряжением.

Снижение прочностных показателей стекла в узлах после сварки происходит вследствие образования в приповерхностной области стекла, контактирующей с кремнием, слоя со структурными изменениями, являющегося следствием миграции ионов натрия к катоду в процессе сварки. Прочностные показатели этого слоя снижаются с увеличением его толщины, которая при установленном времени сварки, необходимого для формирования сварного соединения по всей плоскости контакта деталей, возрастает с увеличением отношения номинальной площади контакта деталей к суммарному периметру боковых поверхностей трубчатой стеклянной детали или же с увеличением шероховатости контактируемых поверхностей. Уменьшение толщины приповерхностного слоя стекла со структурными изменениями происходит при использовании в процессе сварки максимально возможного уровня электрического сварочного напряжения, ограниченного напряжением перекрытия стекла.

Установлено, что отсутствие непроваров и прожогов в контактной зоне вследствие развития электроразрядных процессов в воздушном зазоре и обеспечение прочности стекла в соединении при испытании на одноосное растяжение не ниже 12 МПа обеспечивается при удельных плотностях тока сварки от 10 до 50 мкА/мм2.

Анализ напряженного состояния в соединениях и механические испытания стекло-кремниевых узлов полупроводниковых датчиков давления показали, что кремниевая мембрана более устойчива к внешнему механическому воздействию с уменьшением отношения номинальной площади контакта поверхностей к суммарному периметру боковых поверхностей трубчатой стеклянной детали. Таким образом, установлено, что конструировать стекло-кремниевые узлы нужно так, чтобы указанное отношение имело минимальное значение.

На основании проведенных исследований разработана технология сварки в твердой фазе в электростатическом поле многослойных узлов полупроводниковых датчиков типа кремний-стекло-кремний в едином цикле сварки.

^ Ключевые слова: сварка в твердой фазе в электростатическом поле, полупроводниковый датчик давления, кремний, стекло, многослойный узел, пиковое значение тока сварки, электростатическая сила сжатия, время сварки, контактное сопротивление, прочность соединений.

ABSTRACT


Oleksiyenko S.V. Solid phase welding of single-crystal silicon with borosilicate glass. – Manuscript.

The thesis for a scientific degree of the Candidate of Science (Engineering) by speciality 05.03.06 – Welding and related technologies. – The E.O. Paton Electric Welding Institute of National Academy of Science of Ukraine, Kyiv, 2005.

The thesis is devoted to development of procedure of determination of optimal time of electrochemical welding of silicon with glass in manufacturing of semiconducting pressure transducers. The speed of forming of joints depends on the peak value of density of current of welding, which at invariable welding voltage depends on the roughness of contacting surfaces and on ratio of nominal contact area of parts to general perimeter of side surfaces of the tubular glass part. The value of electrostatic compression forces is determined by ratio of welding voltage drop across a contact resistance to size of air gap between welding surfaces at the initial moment of application of welding voltage. The new procedure of determination of welding time during welding process has been developed.

For increment of joints strength it is required to minimize the ratio of nominal contact area to general perimeter of side surfaces of the tubular glass part.

The new manufacturing process of multilayered joints as silicon-glass-silicon during single welding cycle has been developed.

Key words: solid phase welding in electrostatic field, semiconducting pressure transducer, silicon, glass, multilayer joint, peak value of welding current, electrostatic compression force, time of welding, contact resistance, joints strength.



Похожие:

Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович iconТрагедія Київського оточення у 1941 році. Сергій Грабовський
Сергій Грабовський: Вітаємо вас! Перед мікрофоном журналіст Радіо Свобода Сергій Грабовський і доктор фізико-математичних наук, член...
Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович iconКраїна інкогніта перший день війни
Сергій Грабовський: Вітаю вас, шановні слухачі! Цього вечора з вами журналіст радіо “Свобода” Сергій Грабовський
Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович iconРічний план державних закупівель на 2009 рік Інституту електрозварювання ім. Є. О. Патона нан україни

Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович iconІнститут електрозварювання ім. Є. О. Патона харламов Максим Юрійович
Підвищення ефективності технологічних процесів детонаційного напилювання покриттів на основі комплексної
Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович iconУдк 316. 472. 42-0,2816 + 159. 98-048. 88 Дідковський Сергій Володимирович
Дідковський Сергій Володимирович, науковий співробітник лабораторії фундаментальних та прикладних проблем спілкування Інституту соціальної...
Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович iconЮрий Владиславович Дзядык Кибернетический центр нану
Виртуальные предприятия в экономике будущего: мнение Gartner group и Microsoft Business Solutions
Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович iconЗ досвіду прогнозування цін на метали та паливо Дзядик Юрій Владиславович, к ф-м н., с н. с
Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій І систем нан та мон україни
Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович iconЮрій Владиславович Дзядик Кібернетичний центр нану
Віртуальна організація це група учасників, що спільно займаються загальною справою, незалежно від їх фізичного розташування, перетинаючи...
Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович iconПротокол про порушення санітарних норм від 09. 06. 11 р. (перелічити подані матеріали справи щодо притягнення до адміністративної відповідальності) щодо порушення санітарного законодавства Шумейко Сергій Миколайович, зам директора кафе «Космос»
Шумейко Сергій Миколайович, зам директора кафе «Космос»,вул. Радянська,38, м. Овруч, фо-п бойцова Т. М
Є. О. Патона Олексієнко Сергій Владиславович iconСекція Інформаційні технології та системи в оподаткуванні Дзядик Юрій Владиславович, с н. с
Анотація. Описано модель, яка встановлює систему математичних співвідношень між оптимальними нормами оподаткування та іншими параметрами...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©gua.convdocs.org 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов