Анализ технологического процесса Планарной технологии

 

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Саратовский государственный технический университет им. Ю.А.Гагарина

 

Кафедра «Электронное машиностроение и сварка»

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по дисциплине «Технология материалов и изделий Электронной техники»

Анализ технологического процесса Планарной технологии

                                                                    

 

  Выполнил: студент группы  ЭМС-31

                                                                Панфёров П.М

                                                  Проверил:  Балакин А.Н

 

 

 

 

 

 

Саратов 2013

 

 

Реферат

 

Пояснительная записка содержит  35 стр.,  8рис., 5табл.,  18ист.

МЕДЬ МВ, ДЕФЕКТ, РЕНТГЕН, ВАКУУМНАЯ ПЛАВКА,  

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ, ТЕНЕВОЙ МЕТОД, УЛЬТРАЗВУКОВАЯ  

ДЕФЕКТОСКОПИЯ.

 

Объектом разработки является технологический процесс радиометрической дефектоскопии слитка меди МВ.

Цель работы: изучение технологического процесса радиометрической дефектоскопии слитка меди МВ.

В процессе работы изучены и проанализированы:

• свойства меди МВ;
• сущность вакуумной плавки с применением направленной          

кристаллизации;

• сущность ультразвуковой эхо-импульсной и теневой дефектоскопия;
• сущность радиометрической дефектоскопии;
• методика проведение анализа при помощи радиометрического

метода

 

 

ЗАДАНИЕ

Вариант 3.

• Наименование темы – Разработка технологического процесса радиометрической дефектоскопии слитка меди МВ.
• Описание объекта исследования. Цилиндрический слиток меди МВ, полученный методом вакуумной плавки с применением направленной кристаллизации. Размеры слитка - Æ200´500 мм.
• Цели исследования объекта. Обнаружение наличия и места расположения дефектов типа пора размером более 1 мм. При этом необходимо определить тип, форму и размер дефекта.
• Группа методов. Радиационная дефектоскопия, ультразвуковая эхо-импульсная и теневая дефектоскопия.
• Рекомендуемые библиографические источники, приведенные в приложении Л - [Материалы – 4-7; Группа методов – 66-74, 118-121; Заданный метод – 118-121, 66-74, 439].

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Реферат	2
Задание	3
Содержание	4
Введение	5
Основная часть	7
1. Анализ свойств слитка меди МВ, полученный методом вакуумной плавки с применением направленной кристаллизации	6
2. Радиационная дефектоскопия	14
2.1 Радиографический метод	14
2.2 Радиоскопический метод	15
2.3 Ультразвуковая эхо-импульсная и теневая дефектоскопия	16
3. Радиометрическая дефектоскопия	21
3.1 Физические основы радиометрического метода	34
Заключение	36
Список использованных источников	37

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Медные трубы МОб и МВ используются для изготовления анодов мощных генераторных ламп, анодных блоков магнетронов, выводов энергии приборов СВЧ и некоторых типов волноводов.

Проволочная медь применяется главным образом для внешней части выводов, соединяемых со штырьками приборов. В некоторых типах электронных ламп для изготовления траверс сеток используется проволочная медь, преимущественно с присадками марганца и хрома, которые повышают жесткость основного металла; в данном случае используется высокая тепло- и электропроводность меди. Медные аноды из меди марки М1 в виде листов и пластин применяются для электролитических ванн меднения.

Радиационные методы дефектоскопии следует применять для обнаружения в объектах контроля дефектов: нарушений сплошности и однородности материала, внутренней конфигурации и взаимного расположения объектов контроля, не доступных для технического осмотра при   их  изготовлении, сборке, ремонте и эксплуатации.

Выбор метода или комплекса методов и средств контроля следует проводить в соответствии с требованиями стандартов, технических условий и рабочих чертежей, утвержденных в установленном порядке, на конкретный объект контроля, а также с учетом требований настоящего стандарта, технических характеристик средств контроля, конструктивных особенностей объектов контроля, технологии их изготовления, размеров выявляемых дефектов и производительности контроля.

 

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.Анализ свойств цилиндрического слитка меди МВ, полученный методом вакуумной плавки с применением направленной кристаллизации.

Таблица 1.

 Физико-механические свойства меди

Атомный номер	29
Атомный вес	63,54
Тип кристаллической решетки	К12
о Параметры решетки, А	3,6147
Атомный радиус	1,28
Удельный вес, г/см3	8,3—8,96
Температура плавления t, °С	1083
Температура кипения t, °С	2877
Удельная теплоемкость, кал/г • град	20° С—0,092; 600° С—0,103; 1000° С—0,113
Теплопроводность, кал/см•сек• град	20° С—0,941; 100° С—0,90; 700° С—0,84
Временное  сопротивление   разрыву  кГ/мм*	Литая 16—20, отожженная 20— 25, холоднокатаная 40—49
Относительное  удлинение  %	Литой   25—15,   холоднотянутой 14—4, отожженной 50—30
Предел текучести, кГ/мм²	Отожженной:   20° С—5,9; 180° С—8,0
Модуль упругости Е, кГ/мм²	11700—12600 12200—13000
Модуль сдвига, кГ/мм²	3 900—4 800
Твердость, кГ/мм², по Бринеллю НВ	Литой 16—20, отожженной 20— 25, нагартованной 40—50
Удельное   электросопротивление,  ом*мм²/м	При 20° С—0,017, при 500° С— 0,053
Температурный коэффициент электрического   сопротивления, 1/град	20° С—6,8-10-3

Медь — металл красноватого цвета, плавящийся при 1083° С. Удельный вес меди 8,95.

Металлическая медь получается преимущественно путем обработки наиболее часто встречающихся сульфидных руд. Предварительно обогащенные и обожженные сульфидные руды подвергаются плавке в отражательных или электрических печах. В результате такой плавки получается медный штейн со средним содержанием меди 30—40% и с примесями главным образом железа и серы.

Штейн обжигается в специальных конверторах при энергичной подаче воздуха. При этом происходит окисление железа и серы. Сера удаляется из штейна в виде сернистого газа, а окисленное железо переходит в шлак. Продуктом такой обработки штейна является «черновая медь», содержащая до 1,5% примесей, в том числе 0,1% и более кислорода, 0,3—0,5% серы, 0,01—0,04% железа. Получающийся водяной (пар отличается незначительной скоростью диффузии, создает внутри металла, в особенности такого плотного как медь, давление порядка нескольких тысяч атмосфер и вызывает образование микроскопических трещин и пузырьков, придающих меди ломкость и нарушающих ее вакуумную плотность.

Таким образом, водородная болезнь не дает возможности производить термическую обработку обычных сортов меди в атмосфере водорода.

Для получения меди, не содержащей кислорода, применяется плавка ее в атмосфере окиси углерода — газа, не растворяющегося в меди, не проникающего в глубь металла « вступающего в реакцию с выделяющимся из меди при нагревании кислородом с образованием углекислоты.

В качестве материала для получения бескислородной меди применяется электролитическая медь, которая расплавляется 'В атмосфере смеси окиси углерода и азота (также нерастворяющегося в меди) в низкочастотной индукционной печи под слоем графита. Для отливки в охлаждаемые формы «расплавленная медь направляется в малые индукционные печи также с защитной атмосферой.

Бескислородная медь выпускается двух сортов:

сорт А с содержанием меди не менее 99,97%;

сорт Б с содержанием меди не менее 99,95%;

Бескислородная медь — вакуумно-плотный металл, выдерживающий после отжига в водороде при 700— 800° С в течение 40 мин не менее шести перегибов в планках с радиусом закругления, равным 2,5-кратной толщине образца.

Вакуумная медь представляет собой еще более чистый металл, получаемый путем плавки меди в вакууме. Плавка осуществляется в индукционных печах с применением графитовых тиглей. Наилучшие результаты дает плавка в высоком вакууме порядка 10~3— 10~5 мм рт. ст. при температуре 1 250—    1 300° С в течение 30 мин. Иногда производится предварительная дегазация меди в твердом состоянии, осуществляемая в той же печи при нагреве металла до 600—800° С в продолжение около 1 ч.

Разливка производится в той же печи в графитовые или чугунные изложницы при температуре 1 200° С. Вакуумная медь представляет собой более плотный и чистый по сравнению с бескислородной металл. При соответствующих условиях получается медь с содержанием 99,99% Си и суммой примесей не свыше 0,01%'. Количество газов, выделяющихся из меди вакуумной плавки, составляет 0,35 мкл/ч, в то время как из бескислородной меди—2,21 мкл/ч (газосодержание определяется при 900° С в течение 15 мин).

Удельное электросопротивление меди вакуумной плавки значительно ниже, чем у бескислородной меди. Кроме того, вакуумная медь содержит значительно меньшее количество летучих примесей свинца, цинка и висмута.

Кроме испытания на перегиб после отжига в водороде, вакуумная и бескислородная медь проверяются на отсутствие водородной болезни металлографическим способом. При 200-кратном увеличении под микроскопом на пластинках из вакуумной и бескислородной меди допускается не свыше трех точек закиси меди на 1 см2 поверхности металла.

Недостаточная формоустойчивость и твердость меди явились основанием для применения в некоторых случаях специальных сортов меди с присадками других элементов.

К таким сортам относятся медь с присадками теллура или селена, хрома и марганца.

Медь с присадкой теллура (0,4—0,6%) или селена (0,2—0,4%) отличается более высокой твердостью и фор-моустойчивостью по сравнению с другими сортами. Она часто применяется для изготовления деталей, подвергающихся истиранию в процессе работы.

Такими же свойствами обладает хромистая медь (0,3—1,4% Сг), однако ее обработка затрудняется образованием на поверхности трудновосстанавливаемых окислов хрома.

Для некоторых случаев применения, требующих повышенной твердости, прочности и формоустойчивоети, изготовляется медь, раскисленная присадкой 0,1— 0,3% Мп.

Таблица 2

 Механические свойства меди

Твердость по НВ, кГ/ммг	Отожженная 40—50	Холоднотянутая 80—120
Предел  прочности  при  растяжении, кГ/мм2	20—25	40—49
Относительное удлинение, %	50-30	4,2
Предел текучести, кГ/мм2	7	38
Предел ползучести, кГ/мм*	400° С 1,4
Модуль упругости, кГ/ммг	Отожженная 10800	Холоднотянутая 12200
Модуль сдвига, кГ/мм*	3 900—4 800

 

Механические свойства меди. В механическом отношении медь представляет собой ковкий, тягучий металл, отлично поддающийся обработке давлением в горячем и холодном состоянии. При обработке возрастает прочность меди и уменьшается относительное удлинение. Путем отжига в водородной или вакуумной печи первоначальная прочность и пластичность меди могут быть восстановлены при температуре 500—600° С. Повышение температуры влечет за собой резкое снижение прочности меди. Малая величина предела ползучести обуславливает недостаточную формоустойчивость медных деталей при длительных термических нагрузках. Механические свойства меди в большой степени зависят от содержания в ней примесей, которые можно разделить на три группы: 1) примеси 2п, ЗЬ, 5п, А5, Ре, № и др., образующие с медью твердые растворы; 2) примеси РЬ, Ве и др., образующие легкоплавкие эвтектики; 3) примеси серы и кислорода, образующие химические соединения.