Теплофизические процессы при лазерной пайке прозрачных диэлектриков с металлом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат технических наук Петраченко, Юлия Анатольевна

• Петраченко, Юлия Анатольевна
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Петраченко, Юлия Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ПАЯНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МЕТАЛЛА С ДИЭЛЕКТРИКАМИ.

1.1. Технологии получение паяных соединений диэлектриков с металлом.

1.2. Физико-химические процессы, происходящие в процессе пайки металла с прозрачным диэлектриком.

1.3. Особенности процессов поглощения лазерного излучения металлами.

1.4. Взаимодействие лазерного излучения с оптически прозрачными диэлектриками.

1.5. Особенности моделирования теплофизических задач лазерной пайки прозрачных материалов с металлом.

1.5.1. Аналитические и численные методы расчета тепловых полей в материалах.

1.6. Выводы и постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ, ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Материалы, которые возможно применить для получения паяного соединения.

2.1.1. Прозрачные диэлектрики.

2.1.2. Припои и активные металлы.

2.2. Технология лазерной активной пайки прозрачного материала с MeiajuiOM.

2.3. Свойства технологических лазеров.

2.4. Установка для металлизации прозрачного материала.

2.5 Гальваническая установка для нанесения меди.

2.6. Рентгеноструктурный анализ прозрачных диэлектриков.

2.7.Спектрофотометри я.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПРОЗРАЧНЫЕ ДИЭЛЕКТРИКИ.

3.1. Сфуктуриые исследования полупрозрачных керамических материалов ВК94-1 и ГБ-7, подвергнутых непрерывному лазерному воздействию.

3.2. Исследование коэффициентов светопропускания различных прозрачных диэлектриков.

3.2.1. Исследование прямого коэффициента пропускания сапфировой пластины.

3.2.2. Исследование зависимости интегральною (диффузного) коэффициента пропускания прозрачных диэлектриков от плогносж мощности лазерною импульса.

3.3. Измерение зависимости коэффициентов отражения полированного сапфира с титановым покрытием от длины волны.

3.3.1. Измерение коэффициента зеркального отражения полированного сапфира с титановым покрытием.

3.3.2. Измерение коэффициента диффузно-зеркального отражения сапфира с титановым покрытием.

3.4. Расхождение лазерного излучения прошедшею через прозрачный диэлекгрик.

3.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ПОРОГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЗРАЧНЫХ

ДИЭЛЕКТРИКОВ.

4.1. Определение порога лазерною воздействия на прозрачные диэлектрики.

4.2. Определение порога лазерного воздействия на прозрачные диэлектрики с покрытием.

4.3. Выводы по главе.

ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЛАЗЕРНОЙ ПАЙКИ

ПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ С МЕТАЛЛОМ.

5.1. Физическая модель активной лазерной пайки прозрачною материала с ме i аллом.

5.2. Тепловая модель плоского многослойною соединения с нелинейными краевыми условиями III-IV - го рода.

5.3. Модель оценки критической плотности мощности лазерною воздействия на прозрачный материал.

5.4. Теоретические режимы получения паяных соединений сапфира с металлом.

5.5. Получение паяною соединения прозрачного диэлектрика с металлом.

5.6. Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теплофизические процессы при лазерной пайке прозрачных диэлектриков с металлом»

Актуальность темы. Прогресс современной техники, требует новых технологий получения прочных соединений диэлектриков с металлами /1/.

Преимуществом соединений, полученных методом пайки, является щадящий температурный режим, в результате которого достигаются температуры ниже температур плавления соединяемых материалов, что позволяет сохранять их 1еплофизические свойства 121.

Специфическими преимуществами лазерной пайки являются высокая точность, локальность теплового воздействия, пайка материалов может проводиться на воздухе, не требует дорогих и энергоемких вакуумных камер и защитных сред, возможен автоматизированный контроль технологического процесса, а также выполнение прецизионных работ под микроскопом в чрезвычайно тонком поперечном сечении /3/.

Существует большое число работ /4-14/, посвященных пайке непрозрачных диэлектриков (керамических материалов) с металлами, однако процесс пайки металлов с прозрачной керамикой изучен недосгаючно, что объясняется значительно серьезными трудностями при проведении экспериментов и моделировании тепловых процессов, происходящих при пайке металлов с керамикой. Под профачными диэлектриками понимались материалы, основное свойство которых состоит в том, что лазерное излучение с определенной длиной волны, проходит через образец, не нагревая его.

Теплофизические процессы в условиях высокоэнергетического воздействия достаточно хорошо изучены теоретически на модельных задачах /15-22/, однако, при этом недостаточно теоретических исследований, максимально приближенных к 1ехнологии. Особые сложности возникают при моделировании теплофизических процессов, происходящих при возденетвии импульсного лазера на материал.

Большинство выполненных исследований сосредоточено на рассмотрении широко распросфаненных конструкционных ма1ериалов, поэтому построение физико-матемашческой модели пайки максимально приближенной к технологии является актуальной задачей.

Целыо диссертационной работы является разработка и обоснование возможности применения способа лазерной активной пайки прозрачного диэлектрика с металлом, при лазерном нагреве зоны пайки через прозрачный диэлектрик, а также исследование условий, при которых возможно формирование контакта прозрачный диэлектрик-металл.

Паяные соединения ткою класса используются в микроэлектронике, электро1ехнике, вакуумной технике, теплотехнике и других отраслях промышленности.

Методологической основой работы явился проведенный анализ научно-технической литературы по проблемам получения паяных соединений, применение современного оборудования и стандартных методик исследования свойств материалов, а также теплофизические представления о процессах пайки, основанные на классических теориях теплофизики и термомеханики.

Достижение указанной цели реализовано путем решения следующих научно-практических задач:

1. определение оптических свойств прозрачных диэлектриков в видимой и ближней ИК-области;

2. исследование порогов разрушения прозрачных диэлектриков;

3. разработка метода оценки порогов разрушения прозрачною диэлектрика при лазерном воздействии;

4. построение физической и математической модели лазерной пайки прозрачного материала с металлом для определения оптимальных режимов лазерного воздействия.

Научная новижа работы состоит в следующем: предложен способ получения паяных соединений лазерным излучением через прозрачный диэлектрик с металлом; предложена математическая модель лазерной пайки прозрачного материала с металлом для многослойных плоских образцов; определены коэффициенты отражения от границы прозрачный диэлектрик - металлизирующее покрытие в видимой и ближней ИК-области; исследованы пороги и характер разрушения различных типов плоских прозрачных диэлектриков при прохождении через них лазерною излучения с фокусировкой на покрытии, нанесенного на нижнюю поверхность прозрачного образца.

Основные положения выносимые на защиту.

1. Разработан способ лазерной активной иайки через прозрачный диэлектрик с металлом, отличающийся от известных технологий спецификой фокусировки лазерного излучения.

2. Предложено граничное условие Ill-рода для матемашческой модели лазерной пайки плоскою прозрачного диэлектрика с мегаллом, с внуipciiHHM источником тепла, расположенною на границах слоев прозрачный диэлектрик - металл.

3. Разработана на основе термоупругой модели методика оценки порогов разрушения прозрачного диэлектрика в процессе лазерного воздействия при пайке.

4. Установлено, что при лазерном воздействии механизм разрушения прозрачных диэлектриков (сапфир, ВК100-1, А-100) аналогичен механизму разрушения стекол.

Практическая ценность и реализация резулыаюв. Проведенные экспериментальные исследования оптических характеристик прозрачных диэлектриков при лазерном воздействии дополняют теорию физики взаимодействия высококонцентрированных источников энерши с веществом.

Найденные пороговые характеристики и оптические свойства прозрачных диэлектриков необходимы при разработке технологических режимов пайки прозрачных материалов с металлом.

Разработанная методика определения пороговых значений лазерного воздействия может быть использована для различных прозрачных материалов.

Предложенная математическая модель будет полезна при моделировании и расчете техноло1 ических режимов лазерной пайки прозрачною диэлектрика с металлом. Возможность моделировать процессы при разной длительности и форме лазерного импульса, при изменении материала и его геометрии позволяет существенно упростить процесс иоиска оптимальных режимов пайки.

Результаты исследований оптических характеристик прозрачных диэлектриков при лазерном воздействии могут быть использованы в учебном процессе при чтении дисциплины «Технология лазерной обработки материалов», а также при подготовке курсовых и дипломных pa6oi студентов инженерно-физических специальностей.

Meiоды, основанные на базовых положениях теории математического моделирования, расчета и анализа на ЭВМ тепловых процессов при лазерной пайке, были разработаны в рамках научною грата (№ 02-02

17812) РФФИ «Физико-химические процессы, прогекающие в ме1аллокерамическом соединении при воздействии лазерного излучения»; исследования оптических свойав прозрачных диэлектриков и способ лазерной пайки металла с прозрачными диэлектриками реализованы в рамках грантов Министерства образования РФ: «Развитие научной школы в области обработки материалов высококонцентрированными источниками энергии в Амурском государственном университете» и «Постановка и совместное решение задач с подвижными границами и термоупруюсти для многослойных материалов при лазерном воздействии»

Апробация рабом»!. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались: на пятой региональной научно-практической конференции «Молодежь XXI века шаг в будущее» (г. Блаювещенск, 2004 г.); на региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов (г. Владивосток, 2003 - 2005 г.г.); на VI региональной научной конференции по физике: фундаменгальныс и прикладные исследования, образование (г. Благовещенск, 2006 г.) и др.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 рабог.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав с выводами, общих выводов, списка использованных источников (166 наименования).

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Петраченко, Юлия Анатольевна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Экспериментально определены коэффициенты пропускания различных типов прозрачных диэлектриков в зависимости от энергии лазерного импульса (длина волны 1.06 мкм).

2. Экспериментально измерены коэффициенты отражения о г границы прозрачный диэлектрик - металлизирующее покрытие в видимой и ближней ИК-области.

3. Проведена экспериментальная оценка порогов разрушения прозрачных диэлектриков.

4. Исследованы механизмы разрушения прозрачных диэлектриков при лазерном воздействии.

5. Определены параметры расхождения лазерного излучения в прозрачных диэлектриках.

6. Разработана тепловая модель пайки лазерным излучением плоских прозрачных диэлектриков с металлом с нелинейными граничными условиями Ill-го IV-ro рода.

7. Па основе гермоупругой модели разработана методика исследования порогов разрушения прозрачного диэлектрика в процессе лазерной пайки.

8. Проведена теоретическая оценка порогов разрушения сапфировой пластины.

9. Проведен расчет технологических режимов импульсной лазерной активной пайки соединений сапфира с оловянно-свинцовой пластиной.

10. Получено паяное соединение матового сапфира с оловянно-свинцовой пластиной. Установлено, фокусировка лазерного излучения должна осуществляться на металлизирующее покрыгие, расположенное на нижней поверхности прозрачного диэлектрика.

Авюр выражает признательность за помощь в проведении исследований, участии в работе и обсуждении результатов: доктору физико-математических наук, профессору Мещеряковой Г.П. (Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна); кандидату физико-математических наук Пыркову Ю.Н. (НЦВО ИОФ РАН); Решодько Д.П. (Дальневосточный государственный аграрный университет); кандидату физико-математических наук Швайко Д.С. (АмГУ); кандидату технических наук, доценту Соловьеву В.В. (АмГУ); кандидату физико-математических наук, в.н.с Демчуку В.А. (АмГУ); кандидату физико-математических наук Гопиенко И.В. (АмГУ); м.н.с. 11ИИ НТ Шумейко Е.В. (АмГУ).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Петраченко, Юлия Анатольевна, 2007 год

1. Виноградов Б.А., Костюков Н.С., Харичева Д.Л. Герметичные металлокерамические соединения. — М.: Наука, 2004.

2. Справочник по пайке. / Под ред. И.Е. Петрунина. — М., 1984.

3. Харичева Д.Л., Швайка Д.С. Теплофизические процессы при лазерной пайке керамики с металлом. / Под общ. ред. А.Г. Григорьянца. — Благовещенск, 2000.

4. Рыкал и н I I.I I. и др. Лазерная обработка материалов. — М., 1975.

5. Харичева Д.Л. Получение металлокерамических соединений методом лазерной пайки. // Автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. — Благовещенск: АмГУ.

6. Харичева Д.Л., Виноградов Б.А., Костиков Ю.П. Влияние способа металлизации поверхности керамики на структуру переходной зоны металлокерамического соединения. // Проблемы машиностроения и надежности машин. — М.: Изд-во РАН, 1998. № 2. с. 77 80.

7. Юсупов З.Ф. Применение лазера на алюмоиттриевом гранате в технологических процессах обработки конструкционной керамики. //Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. — Благовещенск: АмурКПИИ ДВО РАН, 1993.

8. Юсупов З.Ф., Виноградов Б.А. Использование лазерного излучения при соединении алюмооксидной керамики с металлом. // Научно-техническая конференция. — Красногорск, 1991.

9. Ольшанский Н.А., Шубин Ф.В. и др. Электронно-лучевая сварка керамики на основе окиси алюминия с металлами. // Электронная техника. 1968. Сер. 14. Материалы. Вып. 7. с. 82-91.

10. Метелкин И.И., Павлова М.А., Поздеева 11.В. Сварка керамики с металлами. — М.: Металлургия, 1977.

11. Мусин Р.А., Конюшков Г.В. Соединение металлов с керамическими материалами. — М.: Машиностроение, 1991.

12. Метелкин И.И., Макаркин А.Я., Афанасьев И.В. Диффузионная сварка керамики с металлами. / Сварка в приборостроении и радиоэлектронике. Часть 2. — М.: ЦИНТИЭлектропром, 1963.

13. Рыкалин 11.11. и др. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов. — М.:, 1985.

14. Рыкалин Н.Н., Зуев И.В., Углов А.А. Основы электронно-лучевой обработки материалов. — М.: Машиностроение, 1978.

15. Рыкалин Н.Н. и др. Лазерная обработка материалов. — М.: Машиностроение, 1975.

16. Григорьянц А.Г., Шиганов И.Н. Лазерная сварка металлов. — М.: Высшая школа, 1988.

17. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. — М.: Машиностроение, 1989.

18. Гриюрьянц А.Г., Шиганов И.Н. Оборудование и технология лазерной обработки материалов. — М.: Высшая школа, 1990.

19. Веденов А.А., Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. — М.: Эпергоатомиздат, 1985.

20. Вейко В.П., Либенсои М.Н. Лазерная обработка. —.Л: Лениздат, 1973.

21. Еременко В.П., Найдич Ю.В., Насонович А.А. Смачивание поверхностей окислов растворами металл-кислород. // Электроника. 1959. № 4. с. 136 — 142.

22. Теория, технология и оборудование диффузионной сварки. / Под ред. В.А. Катыгина.— М.: Машиностроение, 1991.

23. Метелкин А.Е., Шмелев Н.А. О пайке металлов активными металлами. // Физика и химия обработки материалов. 1972. №4. с. 123 127.

24. Миркин Л.И. Физические основы обработки материалов лучами лазера. — М.: Изд-во МГУ, 1975.

25. Губарьков Д.В. Численное моделирование и оптимизация электроннолучевою оплавления напыленных покрьпий и пайки сверхтвердых материалов режущий инструмент. // Электронный ресурс.: Диссертация канд. физ.-мат. наук: 01.04.14 . —И.: РГБ,2003.

26. Виноградов Б.А., Гавриленко В.Н., Либенсон М.Н. Теоретические основы воздействия лазерного излучения на материалы: Учебное пособие для вузов. — Благовещенск:, 1993.

27. Коротеев Н.И., Шумай И.Л. Физика мощною лазерного излучения. — М.: Паука, 1991.

28. Г.А. Выдрик, Т.В. Соловьева, Ф.Я. Харитонов, Профачпая керамика. — М.: Энергия, 1989

29. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах, т. 1. — М.: Мир, 1981.

30. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах, т.2. — М.: Мир, 1981.

31. Дьюли У. Лазерная технология и анализ материалов. — М.: Мир, 1986.

32. Беляков А.В. Химия дефектов в кристаллах и её роль в керамики. Учебное пособие. — М.:, 1984.

33. Особенности распросгранения света в периодической структуре с упорядоченным расположением дефектных слоев. Курилкина С.П., Шуба М.В. // Оптика и спектроскопия. 2003. Том 94. №3. с. 462 466.

34. Распространение поляризованного света в средах с крупными дискретными неоднородностями. Городничев Е.Е., Кузовлев А.И.,Роюзкин Д.Б. // Оптика и спектроскопия. 2003. Том 94. №2. с. 304 -317.

35. Новые оптические невзаимпые эффекты в проарапавенно-неоднородных средах. Кравцов Н.В., Кравцов Н.Н., Чиркин А.С. // Квантовая электроника. 1996. Том 23. №8. с. 677 678.

36. Физические основы спектроскопии светорассеивающих веществ. Розенберг Г.В. // УФ11. 1967.Том 91. Вып. 4. с 569 608.

37. Многократное рассеяние волн на ансамбле частиц и теория переноса излучения. Барабаненков Ю.Н. // УФН. 1975. Том 117. Вып. 1. с 49 78.

38. Делоне П.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. — М.:, 1989.

39. Азаренков А.Н., Альтшулер Г.Б., Белашенков Н.Р.,Козлоа С.А., Нелинейность показателя преломления лазерных твердотельных диэлектрических сред. // Квантовая электроника. 1993. Том 20. № 8.

40. Брызгалов А.Н., Слепченко Б.М., Мусатов В.В., Вирачев Б.П., Романова Г.И. Влияние особенностей микроструктуры поликристаллических образцов сульфида цинка на их оптические свойства. // Неорганические материалы. 1989. Том 25. № 9.

41. Слепченко Б.М., Мусатов В.В., Аксеновских А.Я., Брызгалов А.Н., Романова Г.И. Влияние межзерепных 1раниц на ослабление потока излучений в поликристаллах ZnSe. // ФТТ. 1990. Том 32. №2.

42. Брызгалов А.Н., Б.М., Мусатов В.В., Бузько В.В. Оптические свойства поликристаллического селенида цинка. // Физика и техника полупроводников. 2004. Том 38. № 3.

43. Федоров В.А., Ушаков И.В., Шелохвостов В.П. Разрушение опшчески прозрачных кристаллов с макроскопической фещиной под действием импульсов лазера. //ЖТФ. 1998. Том 68. № 12.

44. Емельянов В.И. Волна генерации точечных дефектов, сверхбыстрая нуклеация кластеров и лазерное повреждение прозрачных диэлектриков. // Квантовая электроника. 1995. Том 22. № 2. с. 99 100.

45. Володин Б.Л., Емельянов В.И., Шлыков Ю.Г. Взрывное накопление точечных дефектов как механизм многоимпульсного разрушенияпоглощающих сред. // Квантовая электроника. 1993. Том 20. № 1. с. 57 -61.

46. Маненков А.А., Матюшин Г.А., Нечитайло B.C., Прохоров A.M. Об эффекте накопления в лазерном разрушении оптических материалов. // Известия академии наук СССР. Серия «Физическая». 1988. Том 52. № 9. с. 1788-1796.

47. Епифанов А.С., Маненков А.А., Прохоров A.M. Теория лавинной ионизации диэлектрика под действием электромагнитною поля. // ЖЭТФ. 1976. Том 70. Вып. 2. с. 728 737.

48. Даниленко Ю.К. , Маненков А.А., Нечитайло B.C. Обзор рабог по лазерному разрушению прозрачных диэлектриков. // Труды ФИАП СССР. 1978. Том 101. с. 31.

49. Колдунов М.Ф, Маненков А.А., Покотило И.Л. Формулировка критерия гермоупругого лазерного разрушения прозрачных диэлекфиков и зависимость порога разрушения от длительности импульса. // Квантовая электроника. 1997. Том 24. № 10. с 944 948.

50. Колдунов М.Ф, Маненков А.А., Покотило И.Л. Закономерности лазерного разрушения прозрачных твердых тел. // Квантовая электроника. 1998. Том 25. № 9. с 833 837.

51. Колдунов М.Ф, Маненков А.А., Покотило И.Л. Лазерное разрушение диэлекфических пленок (покрышй): теоретический анализ механизма теплового взрыва поглощающего включения. // Известия академии наук СССР. Серия «Физическая». 1993. Том 57. № 12. с. 8-17.

52. Колдунов М.Ф, Маненков А.А., Покотило И.Л. Зависимость от длительности имиульса порога лазерного разрушения прозрачныхтвердых тел, содержащих поглощающие включения. // Известия академии наук СССР. Серия «Физическая». 1995. Том 62. № 1. с. 72 83.

53. Колдунов М.Ф, Маненков А.А., Покотило ИЛ. TepMoynpyi ий и абляционный механизмы лазерного повреждения поверхности прозрачных твердых тел. // Квантовая электроника. 1998. Том 25. № 3. с. 277-281.

54. Колдунов М.Ф, Маненков А.А., Покотило ИЛ. Взаимосвязь характеристик лазерного разрушения в статистической теории. // Квантовая электроника. 2000. Том 30. № 7. с. 592 596.

55. Афонии В.И. Элементарная теория лазерного пробоя прозрачных твердых тел. // Известия Челябинскою Научною Центра. 2003. Вып. 1.

56. Афонин В.И. О критериях лазерною разрушения прозрачных твердых тел. // Известия Челябинского Научного Центра. 2004. Вып. 2.

57. Чмель А., Еронько С.Б., Князев С.А. и др. Разрушение и изменение свойств монокристаллов а-А1203 при многократном воздействии импульсного лазерного излучения с длиной волны 1.06 мкм. // Физика и химия обработ ки материалов. 1992. № 4. с. 46 51.

58. Коган A.M., Маргулис В.А., Филина Л.И. Распространение и скорость роста трещины при термическом воздействии мощного лазерного излучения на поверхность твердого тела. // Физика и химия обработки материалов. 1993. № 6. с. 28 31.

59. Лохов Ю.Н., Моспанов B.C., Фивейский Ю.Д. Термические напряжения в поверхностном слое прозрачного диэлектрика. // Физика и химия обработки материалов. 1976. № I.e. 160-163.

60. Романов Б.П., Смирнов С.В. Разрушение хрупких материалов под действием непрерывного лазерного излучения. // Неорганические материалы. 1989. Том 25. № 2. с. 350 351.

61. Выоков Л.А., Лохов Ю.Н., Фивейский Ю.Д. Разрушение оптически прозрачных диэлектриков сфокусированным излучением ОКГ. // Физика и химия обработки материалов. 1970. № 4. с. 142 143.

62. Бабаджан Е.И., Косачев В.В., Лохов Ю.Н. О возможном механизме поглощения лазерного излучения дефектами поверхностного слоя твердого прозрачного диэлектрика. // Физика и химия обработки материалов. 1979. № 4. с. 37 -41.

63. Бабаджан Е.И., Косачев В.В., Лохов Ю.Н., Рязанов М.И. Теория поглощения лазерного излучения металлизированными микровключениями в прозрачных материалах. // Физика и химия обработки материалов. 1983. № I.e. 13-19.

64. Лысиков Ю.И. О роли термонапряжеиий в оптическом пробое прозрачных диэлектриковю. // Физика и химия обработки материалов. 1978. №3. с. 31 -36.

65. Андриеш A.M., Кац М.С., Фекешгази И.В. Разрушение поверхности стеклообразного сульфида мышьяка лазерным излучением. // Физика и химия обработки материалов. 1973. № 4. с. 12-17.

66. Голубев С.Г., Лохов Ю.Н., Фивейский Ю.Д. О пороге развития лавинной ионизации в твердых прозрачных диэлектриках в поле мощною сфокусированною лазерного моноимпульса. // Физика и химия обработки материалов. 1977. № 3. с. 3 58.

67. Бочков Н.А., Егоров B.C. Поверхностное разрушение хрупких материалов при термоударе. // Физика и химия обработки материалов. 1993. №2. с. 53 -58.

68. Гуськов К.С., Гуськов С.Ю. Эффективность абляционною пагружения и предельная глубина разрушения материала под действием мощноюлазерного импульса. // Квантовая электроника. 2001. Том 31. № 4. с. 305 -309.

69. Малышев А.Ю.,Битюрин Н.М. Лазерная абляция сильно поглощающих диэлектриков при воздействии пары субпикосекундных лазерных импульсов. // Квантовая электроника. 1999. Том 26. № 2. с. 134-138.

70. Амосов А.В., Барабанов B.C., Герасимов С.Ю. и др. Оптический пробой кварцевого стекла излучением XeF-лазера. // Квантовая элекфоника. 1994. Том 21. №4. с. 329-332.

71. Белоцевковец А.В., Бессараб А.В, Куратов Ю.В. и др. Влияние условий лазерного воздействия на лучевую прочность диэлектрических покрытий. // Квантовая электроника. 1992. Том 19. № 12. с. 1185-1186.

72. Стрекалов В.II. Нетепловые механические напряжения и оптическое разрушение, вызванные в прозрачном диэлектрике лазерным излучением. // ЖТФ. 2002. Том 72. № 9. с. 75 79.

73. Федоров В.А., Ушаков И.В., Шелохвостов В.П. Разрушение оптически прозрачных кристаллов с макроскопической трещиной под действием импульсов лазера. // ЖТФ. 1998. Том 68. № 12. с. 34 37.

74. Винофадов Б.А., Перепелкин К.Е., Мещерякова Г.П., Действие лазерного излучения на полимерные материалы, кн. 1. — СПб.: Наука, 2006.

75. Гриюрьянц А.Г., Соколов А.А. Лазерная обработка неметаллов. — М.: Высшая школа, 1988.

76. Белая А.Н., Добровипская Е.Р., Литвинов Л.А., Черняков Э.И. Дефекты структуры, возникающие в монокристаллах рубина под действием лазерного излучения. // Физика и химия обработки материалов. 1980. № 3. с. 12-15.

77. Винофадов Б.А., Харичева Д. Л., Петраченко Ю.А. Тепловые поля на поверхности металлокерамических соединений. // Pci иональная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике. — Владивосток: ДГУ, 2003. с. 101.

78. Самарский Л.Л, Вабищевич П.Н., Вычислительная теплопередача. — М.: УРРС, 2002. с. 784.

79. Самарский А.А. Теория разностных схем. — М.: 11аука, 1987.

80. Самарский А.А., Моисеенко Б.Д. // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1965. Том 5. с. 816 827.

81. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводное ib 1вердых гел. —М.: Наука, 1964.

82. Мартинсон JI.K., Малов Ю.И., Дифференциальные уравнения математической физики. — М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1996.

83. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Атомная и ядерная физика. Том 5. — М.: Мизмат МФТИ, 2002.

84. Кирьянов Д., Самоучитель MathCAD 2001. — СПб.: БХВ Петербург, 2002.

85. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. Учебное пособие. — М.: Высшая школа, 1985.

86. Карташов Э.М. Новые интегральные представления аналитических решений краевых задач нестационарного переноса в областях с движущимися границами. // Инженерно-физический журнал. 1999. Том 72. № 5. с. 825 836.

87. Рыкалин II.Н., Углов А.А., Анищенко JI.M. Высокотемпературные технологические процессы: 1силофизические основы. — М.: Наука, 1985.

88. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. — М.: Машги*, 1951.

89. Рыкалин Н.Н. Тепловые основы сварки. — М.: Издательство АН СССР, 1947.

90. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. — М.: Наука, 1980.

91. Коздоба JI.A. Meiоды решения нелинейных задач теплопроводноеi и. — М.: Паука, 1975.

92. Коздоба JI.A. Решение нелинейных задач теплопроводности. — Киев: "Наукова думка", 1976.

93. Био М. Вариационные принципы в теории теплообмена. — М.: Энергия, 1975.

94. Фадеев Д.К., Фадеева B.I I. Вычислительные методы линейной алгебры. — М.: Физматгиз, 1963.

95. Коган М.Г. Решение нелинейных задач теплопроводности методом Канторовича. // Инженерно-физический журнал. 1967. Том XII. № 1. с. 72 76. — Минск.

96. Крылов В.И., Бобков В.В„ Монастырный II.И. Вычислительные меюды. Том 2. — М.: Наука, 1976.

97. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численные методы в задачах тепло- и массообмена. — М.: Наука, 1984.

98. ЮЗ.Рыкалии П.Н., Углов А.А., Смурнов И.Ю. Пространственные нелинейные задачи нагрева металлов излучением лазера. // Физика и химия обработки материалов. 1979. № 2. с. 3 13.

99. Рыкалин II.II., Углов А.А. Температурное поле разнородных материалов при сварке в стык поверхностным источником тепла. // Физика и химия обрабо i ки материалов. 1970. № 5. с. 23 28.

100. Ю5.Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена. Перевод с английского. — М.: Мир, 1988.

101. Роткоп Л.Л. Фундаментальное решение сеточного уравнения теплопроводности. // Инженерно-физический журнал. 1994. Том 66. № 3. с. 369-373.

102. Годунов С.К., Рябенький B.C. Разностные схемы. — М.: Наука, 1973.

103. Ю8.Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач матемажческой физики. — Новосибирск: Паука, 1967.

104. Демидович Б.П., Марон И. А., Шувалова Э.З. Численные меч оды анализа.1. М., 1962.

105. Бахвалов Н.С. Численные методы. — М.: Наука, 1975. Ш.Оганесян JI.A., Ривкинд В.Я., Руховец Л.А. Вариационно-разностныеметоды решения элиптических уравнений, часть 1. Дифференциальные уравнения и их применение. Выпуск 5. — Вильнюс, 1973.

106. Самарский А.П. Михайлов, Математическое моделирование. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001.

107. Г.М. Зверев, Ю.Д. Голяев, и д.р. Лазеры на алюмоиттриевом фанате с неодимом. — М.: Радио и связь, 1985.

108. Каминский А.А. Лазерные кристаллы. — М.: Наука, 1975.

109. Гречуншиков Б.Н., Карпов И.И., Багдассаров Х.С., Зверев Г.М. Оптические свойства и применение в лазерах кристаллов иттрий-алюминиевого граната. // Обзоры по электронной технике. — М.: ЦНИИ Электроника, 1976.

110. Монокристалл корунда, О.Р.Добровиньска, и др. — Киев: Паукова думка, 1994.117.11розрачные поликристаллические материалы. ТС-20.

111. Элекфотехнические ма1ериалы. / Под ред. Г.А. Выдрик, Т.В. Соловьева.1. М.:, 1975.

112. В.К. Ерошев, 10.А. Козлов, В.Д. Павлова, Конструирование и технология изготовления паянных металлокерамических узлов (справочные материалы) часть 1. — М.: ЦНИИ Электроника, 1988.

113. Кишери У.Д. Введение в керамику. — М.: Стройиздат, 1964.

114. Тонкая техническая керамика. / Под ред. X. Янагида. — М.: Металлургия, 1986.

115. Лашко С.В., Врублевский Е.И., Технология пайки изделий в машиностроении; Справочник проектировщика. — М.: Машиностроение, 1993.

116. Лашко С.В., Лашко Н.Ф., Пайка металлов; Справочник проектировщика. — М.: Машиностроение, 1988.

117. Макаров Н.А., Металлизация керамики, учебное пособие. — М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004.

118. Белинская Г.В., Харитонов Ф.Я., Смирнова Е.П., Костюков Н.С. Металлизация и пайка оксидной керамики. / Препринт. АмурКНИИ ДВО АН СССР. — Владивосток: ДВО АН СССР, 1986.

119. Батыгин В.Н., Мстелкин И.И., Павлова М.А. Пайка неметаллизировапной керамики под давлением. // В кн. Физическая химия поверхностных явлений в расплавах, с. 245 253. — Киев: Паукова Думка, 1971.

120. Батыгин В.П., Метелкин И.И., Решетников A.M. Вакуумноплотная керамика и ее спаи с металлами. — М.: Энергия. 1973.

121. Коганицкая Е.В. Спаи керамики с активными металлами. // Электроника. 1959. №4. с. 35 -39.

122. В.К. Ерошев, Ю.А. Козлов, В.Д. Павлова, Конструирование и технология изготовления паянных металлокерамических узлов (справочные материалы) часть2. — М.: 11,11ИИ Электроника, 1988.

123. Гриюрьянц, И.Н. Шиганов, А.И. Мисюров. Технологические процессы лазерной обработки. — М.: Ищ-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006.

124. Кривуца Зоя Федоровна, Проблемы создания металл-керамических соединений с использованием вакуум-плазменных технологий // Диссертация канд. физ.-мат. наук. — Б., 2000.

125. Ямпольский A.M. Меднение и никелирование. — J1.: Машиностроение, 1977.

126. Ковба JI.M., Трунов В.К. Ретшенофазовый анализ. — М.: Изд-во Московскою универси ic i а, 1976.

127. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев J1.H. Рентгенографический и электронно-опгический анализ. — М.: МИСИС, 2002.

128. Андреева В.Д., Аниеимов М.И., Новиков Е.В., Методы анализа. Рентгеноструктурный анализ. Учебное пособие. — СПб.: Из-во СПбГПУ, 2004.

129. Кристаллографическая база данных Минкрист, http://www.crys.ras.ru

130. В.И. Лисойван, С.А. Громилов Аспекты точности в дифрактометрии поликристаллов. — Новосибирск: Паука, 1989.

131. Коваленко B.C., Лавринович А. В., Лазерная обработка керамических материалов. — К.:Тэхника, 1991.

132. Поведение коэффициента отражения тексюлитов при лазерном нагреве. // Инженерно-физический журнал. 1987. Том 53. № 2.

133. Виноградов Б.А. Харичева Д.Л., Петраченко Ю.А. Лазерная пайка прозрачных материалов с металлом. // Вестник ДВО РАН. 2005. №6. 11риложение. с. 110 113.

134. Виноградов Б.А., Харичева Д.Л., Швайка Д.С. Моделирование тепловых процессов при лазерной пайке керамики с металлом. // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2001. № 4. — Издательство РАН.

135. МЗ.Лопота В.Л., Сухов Ю.Т., Туричин Г.А. Модель лазерной сварки с глубоким проплавлением для применения в технологии. // Известия АН. Серия физическая. 1997. Том 61. № 8. с. 1613-1617.

136. Соколов А.К. Температурное поле двухслойного цилиндра с объемным источником теплоты и подвижными границами. // Инженерно-физический журнал. 1999. Том 72. № 1. с. 76- 79.

137. Вендин С.В. К расчету нестационарной теплопроводности в многослойных объектах при граничных условиях третьего рода. // Инженерно-физический журнал. 1993. Том 65. № 2. с 249 251.

138. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Низаметдинов М.М. Расчет нагрева материалов лазерным излучением с учегом температурной зависимости теплофизических коэффициентов. // Квантовая электроника. 1977. Том 4. №7. с. 1509- 1516.

139. Тимошенко М.В. Численное моделирование теплообмена в многослойных конструкциях с обобщенным неидеальным контактом. // Инженерно-физический журнал. Том 69. № 54. с. 773 778.

140. Харичева Д. Л., Петраченко Ю.А. Математическое моделирование пайки прозрачной керамики с металлом. // Вестник Амурского г осударственного университета. 2004. № 25. с. 17-19.

141. Виноградов Б.А., Харичева Д. JI., Петраченко Ю.А. Лазерная пайка Meiaiuia с прозрачной керамикой. // Международная научная конференция «XII Туполевские чтения». 2004. Том 1. Стр. 120. — Казань

142. Коваленко А.Ф. Неразрушающие режимы термообрабогки стеклянный и керамических пластин. // Стекло и керамика. 2003. № 12. с. 29 30.

143. Шевченко В.Я. Введение в техническую керамику. —М.: Наука, 1993.

144. Физические величины. Справочник. Под редакцией И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.: Энергоамомиздат, 1991.

145. Харичева Д.Л., Виноградов Б.А., Костюков II.C. Способ изготовления гермежчных металлокерамических узлов. // Патенг на изобретение № 2099312. Опубликован в ГРИ Роспагент 20.12.1997.

146. Бородин П.Ю., Галанин М.П., Дубовицкий И.В. Численное решение задачи об импульсном воздействии на слоистую упругую среду в сферическом симметричном и двумерном плоском случаях. — М.: Издательство Института прикладной математики РАН, 1977

147. В.К. Ерошев, В.Д. Павлова, Технология изготовления паянных металлокерамических узлов —М.: 11,11ИИ Электроника, 1989.

148. Харичева Д.Л., Петраченко Ю.А., Ершов И.А. Разработка метода скоростной гепловизионной съемки. // Вес шик Амурскогогосударс i венного университет. Выпуск «Межвузовское сотрудничество». 2002. с. 20 22.

149. Харичева Д.Л. Петраченко Ю.А. Тепловизионная съемка лазерной пайки металла с керамикой. // Вес шик Амурского государственного универсигета. 2003. № 23. с. 18-20.

150. Винофадов Б.А., Харичева Д. Л., Петраченко Ю.А. Тепловые поля на поверхности металлокерамических соединений. // Региональная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике. — Владивосток: ДГУ, 2003. с. 101.

151. Винофадов Б.А. Харичева Д.Л., Степочкин В.А., Петраченко Ю.А. Определение характерных тепловых зон при лазерной пайке керамики с металлом. Часть 1 // Сварочное производство. 2004. № 8. с. 23 26.

152. Vinogradov. В.A., Kharicheva D.L., Stepochkin V.A., Petrachenko Y.A. Determination of characteristic thermal zones in laser brazing metal to ceramics. // Welding International. 2005. Volume 19. № 1. p. 65 67.

153. Петраченко Ю.А. Лазерная пайка прозрачных материалов с металлом. // Региональная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлекфичееких и магнитных материалов, с. 120 21. — Владивосток: ИА11У ДВО РАН, 2005.

154. Физические свойства некоторых стекол, оптических керамик (КО) и кристаллов

155. Характеристика Иртран-1 Иртран-51 КО-1 Иртран-2 КО-2 Иртран-3 КО-3 Иртран-4 КО-4 Иртран-5 КО-5 Иртран-6 КО-6

156. Химический состав MgF2 ZnS CaF2 ZnSe MgO CdTe

157. Плотность, г см"3 3.18 4 098 3.18 5.27 3 58 5.85

158. Показатель преломления при длине волны 1,0 мкм 1.3778 2.2907 1.4289 2 485 1 7223 2.802

159. Длинноволновая граница прозрачности, мкм 8 14 102 195 8 29 0

160. Температурный коэффициент показателя преломления (dn/dt) l()h (для изл\чения с длиной волны X , мкм) -1.6 >.=0.7065 -48 >=6 0 -16 >.=0 54 -50 /,-5.0 414 lr-0.11 -117.5 > = 10.6

161. Температура размягчения или плавления, °С 1255 1830 1360 1500 2800 1090

162. Коэффициент термического расширения a-10h, К 1 11 6.9 20 7.7 12 59

163. Модуль упругости, Па 101и 11.0 8.35 10.54 7.31 30.12 0 38

164. Прочность на изгиб, Па-10^ 1502 975 366 419 1325 328

165. Твердость по Кнупу, Па-107 565 346 196 147 628 44

166. Теплопроводность, Втм"'-К"1 14.6 15.5 7.96 12.9 43.6 4.19

167. Удельная теплоемкость, Дж-г''-K"1 1 0 0.49 0 8 0.38 0.92 0.28

168. Характеристика Литии фтористыи Стекло кварцевое Стекло хальгог енидн ое ВДН № 16-А Стекло оптическое К8

169. Характеристика LTF Si02 SiO

170. Химический состав 2 6 2 2 4.6 2 52

171. Плотность, г см 3 1.3871 1 4505 2.75 1.50707

172. Показатель преломления при длине волны 1,0 мкм 7.5 4.5 16 8

173. Длинноволновая граница прозрачности, мкм -16 >.= 1 0 -9.8 Х-0.656 +80 ?.=5

174. Температурный коэффициент показателя преломления (dn/dt) ТО6 (для излучения с длинои волны X, мкм) 870 1700 380 560

175. Температура размягчения или плавления, °С 33.17 05 23 8.6

176. Коэффициент термического расширения а 106, К'1 7,15 - 8.06

177. Мод\ль упругости, ПаТ0к> 144 1178 186 1770

178. Прочность на изгиб, Ila 105 97 461 — —

179. Твердость по Кнупу, Па-10' 14,2 12,1 — 0,96

180. Теплопроводность, Вт м"'-К 1 1,63 0,75 — 0,75ооо to чо 4^ ON LO «^J чо «VI oo РЬ1. VI OJ О О to «VI

181. Ю о «VI О ON о О Sn Содержание11 1 p oo «VI Sb металла в % металла, %1 u> «vi to о 1 • 1 Agvi i «VI 1 Cdо Ni1. Ю vi to «VI чо о «VI ON «VI «VI ON «VI ON Температура начала плавления,К

182. VI vO LO vO OO i 1 «VI О oo Температура окончания плавления, К

183. Vl U) ON О oo «Vi «VI «Vi vO LO «VI LO Примерная температураvi U) ON to «VI 4^ ON «^J «VI to «^J «VI ON пайки,К

184. Некоторые свойства припоев, используемых при изготовлении паянныхсоединений/91/

185. Марка припоя Химический состав, % Температура плавления, °С Л н £ о ^ Механические показатели, МПатвердость предел текучести предел прочности

186. ПСр 999 Серебро 99.9 1233 10.85 150-360 8-56 130-160

187. Cp 72В Серебро 72 Медь 28 1052 9.90 850 200 310

188. ПСр 52П20 Серебро 52 Медь 23 Палладий 20 11631193 10.16 1180 450

189. ПЗл 35М Золою 35 Медь 65 12531293 10.50 740 200 490

190. ПЗл 50М Золото 50 Медь 50 12281243 8.30 960 210 520

191. ПМГ12 Медь 88 Германий 12 11331243 8,30 950 4901. Лазерная установка МЛ-41 излучатель (длина волны 1.06 мкм); 2 - оптическая система;3 система управления.

192. Характеристики светофильтров

193. Тип светофильтра Стеклянные светофильтры Интерференционные свеюфильтры

194. Длина волны 364 400 457 490 520 582 620 750 832 874 927

195. Полуширина, нм 40 50 55 45 40 50 65 20 20 20 20

196. Металлографический микроскоп МИМ-10

197. Распределение температуры по толщине для паяного соединения керамики ВК94-1 с коваром

198. Радиус лазерного луча 2 мм, мощность лазерного излучения 40 Вт, толщина титанового слоя металлизирующего керамику 5 мкм, толщина медного слоя 500 мкм, толщина коваровой пластины 1 мм, толщина керамической пластины 0.5 мм

199. Распределение температуры по слоям для паяного соединения керамики ВК94-1 с коваром. Границы: 1- керамика-напыленный титановый слой; 2- титановый слой-слой гальванически осажденной меди; 3 медь- припой ПСр72В; 4 - припой

200. Градиент температуры по толщине паяного соединения керамики

201. Зависимость градиента температуры точек линии на поверхности, перпендикулярной линии луча, от времени для паяного соединения керамики

202. ВК94-1 с коваром. Радиус лазерного луча 2 мм, мощность лазерного излучения 40 Вт, толщина титанового слоя металлизирующего керамику 5 мкм, толщина медного слоя 500 мкм, толщина коваровой пластины 1 мм, толщина керамической пластины 0.5 мм