Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут проблем матеріалознавства

ім. І.М. Францевича

УДК 669.187.001.2

Структура, властивості й електронно-променева технологія одержання композиційних матеріалів Cu-Mo-Zr-Y для електричних контактів

Спеціальність 05.02.01 - матеріалознавство

Автореферат дисертації на здобуття

наукового ступеню кандидата технічних наук

Гречанюк Ігор Миколайович

Київ - 2007

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Інституті проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України (м. Київ) та НВП “ГЕКОНТ” (м. Винниця)

Науковий керівник: доктор технічних наук, ст. наук. співробітник

Мінакова Рімма Валентинівна,

Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, пров. наук. співробітник. лабораторії композиційних матеріалів електротехнічного призначення

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Ляшенко Борис Артемович,

Інститут проблем міцності НАН України, зав. лабораторією зміцнення поверхні елементів конструкцій;

доктор технічних наук, ст. наук. співробітник

Демчишин Анатолій Васильович

Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, пров. наук. співробітник відділу фізики міцності і пластичності матеріалів

Захист відбудеться “__8_” жовтня___2007 року о 14-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.207.03 Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України за адресою:

03680, м. Київ-142, вул. Кржижанівського, 3.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, за адресою:

03680, м. Київ-142, вул. Кржижанівського, 3.

Автореферат розісланий “ _3 __” вересня__2007 року

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.207.03

доктор технічних наук Г.А.Баглюк

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В Інституті електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України в кінці 60-х - початку 70-х років був розроблений спосіб отримання товстих (більше 5 мкм) плівок шляхом електронно-променевого випаровування й подальшої конденсації металевих і неметалевих матеріалів у вакуумі. В промислово розвинутих країнах, у тому числі в Україні і в Росії, вказаний спосіб був базою для створення промислових технологій осадження захисних покриттів на лопатки газових турбін. В той же час виявилися невикористаними унікальні можливості даного методу для отримання товстих плівок у вигляді напівфабрикатів або готових виробів в аморфному, дрібнокристалічному, мікрошаруватому та мікропористому станах. Одним з перспективних застосувань електронно-променевого методу може бути створення на його базі нових технологій отримання матеріалів для електричних контактів. Використання електронного променя як джерела концентрованого потоку енергії в технологіях металообробки розпочалося в 50-і роки минулого сторіччя. Проте застосування методу електронно-променевого високошвидкісного випаровування-конденсації для виготовлення композиційних матеріалів (КМ) стало можливим через десятиріччя накопичення досвіду, який пов'язують з іменами Б. Є. Патона, Б. А. Мовчана, І. С. Малашенка, О. К. Назаренка (в Україні), М. М. Рикаліна, О. О. Єрохіна (в Росії), Хошімото, Арача (в Японії), Г. Младенова (в Болгарії) та ін.

Незважаючи на наявний великий вибір матеріалів для електричних контактів, проблема створення високонадійних електричних контактів ще не вирішена та й не може бути остаточно вирішена через удосконалення конструкцій комутаційних апаратів, розширення галузей їх використання та підвищення вимог до матеріалу контактів.

Необхідність вирішення цих питань зумовлена також відсутністю вітчизняного природного срібла, що змушує шукати композити, здатні замінити традиційні матеріали Ag-Ni, Ag-CdО, Ag-C, Ag-SnO2 тощо, які використовуються в автоматичних вимикачах, контакторах, пускачах та інших апаратах, що становлять численний клас комутаційних апаратів низької та середньої напруги. Ці обставини виявились визначальними для дослідження перспектив застосування методу електронно-променевого випаровування-конденсації як основи технології отримання композиційних матеріалів (КМ) для контактів слабко- і середньонавантажених вимикачів замість срібловмістних (в тому числі з використанням вторинної сировини).

У зв'язку з вищезазначеним тема дисертації, присвячена розробці нових КМ для електричних контактів методом електронно-променевого випаровування і конденсації у вакуумі, є доцільною й актуальною.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертація пов'язана з виконанням планів науково-дослідних робіт на теми: “Розробка та впровадження промислової технології виготовлення нового класу високоефективних безсрібних композиційних матеріалів на основі міді та контактів і електродів з них”, яка виконувалась на НВП “ГЕКОНТ” згідно з договором із Міністерством освіти та науки України № 1447/97 від 01.11.1997 р. за проектом 05.05/05653 та “Вивчення механізму формування структури й властивостей парофазних конденсатів в системі Cr(Mo)-Cu і працездатності контактів з них”, яка виконувалась в ІПМ НАНУ України і НВП “ГЕКОНТ” на замовлення НАН України № 1.6.2.13-03 від 2003 р., № ДР 010U003756.

Мета роботи й завдання дослідження. Метою роботи є розв'язання науково-технічного завдання щодо розробки нових конденсованих з парової фази КМ на основі міді й молібдену, технології їх одержання, вивчення особливостей формування структури, властивостей цих матеріалів і працездатності контакт-деталей з них.

Для досягнення поставленої мети було необхідно:

- вибрати технологічні умови для реалізації дослідно-промислової технології і отримання конденсованого КМ на основі міді та молібдену на діючому обладнанні;

- вивчити фазовий склад, структуру малолегованої ванни-випарника і визначити їхній зв'язок із швидкістю випаровування-конденсації та шляхи підвищення ефективності технологічного процесу випаровування-конденсації;

- дослідити макро- і мікроструктуру конденсованих композиційних матеріалів на основі малолегованого сплаву міді й молібдену, визначити вплив домішок та дефектів структури на формування композитів;

- вивчити властивості (щільність, електричний опір, твердість, механічні властивості на розтяг, корозійну стійкість) конденсатів при кімнатній температурі;

- вибрати оптимальний склад припою і розробити технологічний процес паяння; виготовити і випробувати дослідну партію контакт-деталей;

- на основі результатів досліджень розробити промислову технологію отримання КМ Сu-Мо-Zr-Y методом електронно-променевого випаровування;

- випустити напівпромислову партію контакт-деталей з конденсованих композитів і провести експлуатаційні випробування;

- розробити нормативно-технічну документацію та організувати промислове виробництво електричних контактів на базі нових матеріалів.

Об'єктом дослідження є особливості формування складу, структури, властивостей конденсованих КМ у багатокомпонентній системі на основі міді і молібдену в залежності від технологічних параметрів проведення процесу електронно-променевого випаровування-конденсації в вакуумі, оптимізація параметрів процесу, умови виготовлення та функціональні властивості контакт-деталей з нових матеріалів.

Предметом дослідження є КМ в системі Сu-Мо-Zr-Y, одержані методом електронно-променового випаровування з наступною конденсацією в вакуумі.

Методи дослідження. Мікроструктурний (оптична та растрова електронна мікроскопія), рентгенівський фазовий аналіз, вимірювання електроопору, густини, мікротвердості, механічні випробування на розтягання, випробування на корозійну стійкість КМ і електроерозійну стійкість контакт-деталей з них.

Наукова новизна. На основі результатів дослідження вперше розроблені науково-технологічні основи отримання нових конденсованих з парової фази шаруватих композиційних матеріалів Сu-Mo-Zr-Y для електричних контактів.

Встановлено, що одночасне випаровування малолегованого мідного сплаву та молібдену з окремих тиглів забезпечує при конденсації утворення КМ з легкоплавкою ГЦК-матрицею на основі міді та тугоплавкого ОЦК-наповнювача у вигляді дисперсної фази, вміст якої може змінюватися від 4-5 до 20-21 % (мас.), що сприяє створенню градієнтного КМ.

Конденсовані КМ мають шарувату структуру з ієрархією шаруватості (на макро-, мікро-, субмікрорівнях) та різною морфологією структури шарів через утворення їх полігональними, стовпчастими, сферичними, сочевицеподібними зернами (частинками).

Досліджено дефекти структури, які мають різний характер походження: “стрижні” утворюються через викривлення фронту конденсації на викидах матеріалу відокремлювального шару (СaF2), основних матеріалів із тиглів на всіх етапах технологічного процесу, сегрегації домішок, частинки яких, плівки, пористість на межах шарів утворюються через технічну чистоту вихідних матеріалів, середовища і технологічні паузи; дефекти поверхні і об'єму виникають через технологію обробки, морфологію поверхні і шорсткість підкладки, які конденсат успадковує і ін.

Досліджено комплекс властивостей конденсованих Cu-Mo-Zr-Y КМ. Встановлені високі електропровідність (% від міді), механічні властивості, твердість, зростання корозійної стійкості Cu-Mo конденсату при легуванні цирконієм та ітрієм. При підвищених температурах властивості міцності монотонно знижуються. Властивості пластичності зазнають “провалу” в інтервалі температур 570-870 К через гарячу крихкість, притаманну матриці. Для залежності 02 (Т) характерні інтервали, які у відповідності до визначеного рівня енергії активації деформації свідчать про зміну її механізмів і суттєвий вплив напівковалентної складової з ОЦК-граткою. Зміна механізмів деформації викликає і температурну залежність структурних типів руйнування конденсату, що спостерігаються на зламах.

Досліджені особливості змін структури конденсованих КМ в робочому шарі контактів під впливом дугового розряду. Визначено характер агрегатних, структурних і фазових перетворень, викликаних дією теплового потоку розряду і середовища. Встановлено, що підвищеній електроерозійній стійкості відповідає зона термічного впливу, обмежена одним рівнем шаруватої структури робочого шару.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблені науково-технологічні основи отримання нових конденсованих з парової фази шаруватих КМ Cu-Mо-Zr-Y для електричних контактів використано при розробці обладнання та промислової технології.

Встановлені оптимальні технологічні параметри, що забезпечують формування шаруватої структури КМ при одночасному випаровуванні-конденсації з окремих тиглів малолегованого сплаву на основі Cu та Mo.

Проведені широкі натурні випробування електричних контактів з конденсованих КМ в низьковольтних комутаційних апаратах, на базі чого розроблені технічні умови на виготовлення контактів для використання в низьковольтних комутаційних апаратах (ТУУ 31.2-20113410-003-2002).

Випробування показали, що отриманий КМ Сu-Mo-Zr-Y, який використовується для електричних контактів, має підвищену експлуатаційну надійність і в 2…2,5 рази нижчу вартість порівняно з традиційними срібловмістними контактами. Випущено понад 1,5 млн. контактів, більше 370 найменувань. Розроблена промислова електронно-променева технологія та обладнання нового покоління для випуску матеріалу МДК потужністю до 12 т на рік.

Особистий внесок здобувача: аналіз літературних даних, визначення мети та постановка завдання дослідження, виготовлення зразків, їх термічна обробка, проведення рентгенофазового аналізу, металографічних досліджень, визначення питомого електроопору, експериментальної густини, корозійної стійкості, розробка технології паяння, проведення натурних випробувань контактів виконані дисертантом самостійно. В обговоренні і підготовці публікацій за темою дисертації брали участь співавтори. Науковим керівником надавалась консультативна та практична допомога в реалізації дисертаційних досліджень. У проведенні випробування механічних властивостей, визначенні характеристик міцності та твердості брав участь к.т.н. Бухановський В. В. У виконанні електронно-мікроскопичних досліджень брала участь Головкова М.Є.

Апробація роботи. Основні наукові положення й результати проведених досліджень були повідомлені й обговорені на 12 міжнародних науково-технічних конференціях: міжнародна конференція “Электрические контакты и электроды” (Кацивели, сентябрь 2000 г., сентябрь 2003 г., сентябрь 2005 г.); міждународна конференція “ЭК-2002”, (Россия, Санкт-Петербург, май 2002 г.); International Conference EBT (Varna, June 2003, June 2006); The Inernational Conference “Advanced materials and technologies” Universitatea “Dunarea de Jos” (Galati, Romania, November 2003); Conferinta nationala “Turnatoria de la rigoarea tehnicii la arta” Artcast (Galati, Romania, 2004); Universitatea “Dunarea de Jos” (Galati, Romania, Mai 2004, Mai 2006); Міжнародна конференція “Современное материаловедение: достижения и проблемы” MMS-2005, (Київ, вересень 2005 р.); 7th International symposium of Croatian metallurgical society (Sibenik, Croatia, June 2006).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 30 робіт, із них 9 наукових статей опубліковано в фахових журналах, отримано 2 патенти України на винахід.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота містить вступ, шість розділів, загальні висновки, джерела використаної літератури та додатки. Загальний обсяг роботи - 170 сторінок, в тому числі 58 рисунків, 16 таблиць, 183 використаних джерела літератури та 5 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі показано сучасний стан наукової проблеми, визначена актуальність і доцільність розвитку даного напрямку досліджень. Обґрунтовані наукова новизна, мета, об'єкти й методи дослідження та практична корисність очікуваних у роботі результатів.

Перший розділ містить огляд літературних даних, періодичних та інших доступних джерел інформації й складається з шести параграфів, де дана класифікація композиційних матеріалів в залежності від призначення комутаційних апаратів, розглянуто композиційні матеріали на основі срібла для низьковольтних комутаційних апаратів та шляхи економії срібла у виробництві електричних контактів. Проаналізовано вплив особливостей хімічного та фазового складу вихідних контактних матеріалів а також вторинної структури в робочому шарі контактів на їх електроерозійну стійкість, розглянуто способи підвищення дисперсності та технологічні прийоми одержання мікродисперсних композиційних матеріалів, особливості й перспективи використання методу високошвидкісного електронно-променевого випаровування і конденсації металів і неметалів в створенні нових матеріалів і технологій.

На основі проведеного аналізу літературних джерел обґрунтовано необхідність комплексного рішення наукового і технічного завдання зі створення електроконтактних композиційних матеріалів, які не містять благородних металів, показана доцільність використання методу електронно-променевого випаровування-конденсації для отримання масивних конденсованих композиційних матеріалів на основі малолегованого сплаву міді й молібдену для електричних контактів.

Другий розділ містить відомості про використані матеріали, обладнання, технічні особливості методу електронно-променевого випаровування-конденсації для отримання конденсатів, а також методи досліджень, які використовувались в ході виконання дисертаційної роботи.

Матеріали, що досліджувалися в даній роботі, одержували на вдосконаленій в НВП “ГЕКОНТ” (м. Вінниця) установці УЕ-189 конструкції Інституту електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України. Для організації технологічного процесу одержання КМ на основі міді та молібдену використовували мідь, молібден, ітрій, цирконій і в якості відокремлювального шару - порошок фториcтого кальцію. Після закінчення процесу осадження цього шару проводили формування розплаву Сu-Zr-Y на зливку міді. Одночасно з цим здійснювали розігрівання зливка молібдену. Вихід на режим вважали закінченим при досягненні струмів випаровування міді 3,0…3,4 А, молібдену 1,2…1,6 А при прискорюючій напрузі 20 кВ. Зміна струму променя при випаровуванні молібдену дозволяє одержувати КМ Cu-Mo-Zr-Y з концентрацією молібдену відповідно рівній 2,5…5,0; 5,1…8,0; 8,0…12,0 % (мас.) для композицій, що отримали умовне позначення МДК-1, МДК-2, МДК-3.

Підкладкою, на яку здійснювалася конденсація, слугувала листова сталь Ст3 товщиною 15...20 мм і діаметром 800 мм. Поверхню підкладки, на яку проводили конденсацію парового потоку, обробляли до одержання шорсткості Rа ~ 0,63. Завдяки шару із СaF2 конденсат легко відокремлювався від підкладки й використовувався для проведення досліджень.

Визначення хімічного складу отриманих конденсатів проводили хіміко-аналітичними методами. Хімічний локальний аналіз зразків КМ проводився за допомогою рентгеноспектрографа Superprobe-733 і масспектрометра VG9000. Для хімічного аналізу поверхні зразків після руйнування “in situ” в колоні мікроскопа використовували Оже-електронний спектрограф Jamp-10S.

При проведенні структурних досліджень використовувалися різні види травлень: іонами аргону, хімічне травлення за допомогою інтегральних і вибіркових хімічних протравлювачів. Дослідження структури зразків ванн-випарників конденсатів проводилося за допомогою оптичних мікроскопів МБС, Neophot-2, електронного скануючого мікроскопа і мікрозонда Superprobe-733.

Тонку структуру конденсатів досліджували методом електронної мікроскопії за допомогою електронного мікроскопа JSEM-200. Рентгенографічні дослідження композиційних матеріалів проводили за допомогою дифрактометра ДРОН-3.

Експериментальну густину конденсованих матеріалів визначали методом гідростатичного зважування в дистильованій воді.

Електропровідність матеріалу МДК-3 при кімнатній температурі виміряли: за методом STAS 11231-1979 та за допомогою апарата SIGMASCOP.

Твердість визначалася методом Віккерса згідно з STAS 492/1-1985 (Бухарест, Румунія). Для порівняння результатів виміри твердості проводили також на установці УВТ-2 відповідно до ДСТУ 2434-94 (Інститут проблем міцності НАНУ). Мікродюрометричний аналіз виконували на мікротвердомірі ПМТ-3 при навантаженні 50, 100 г.

Механічні характеристики визначали за результатами досліджень на розтяг у вакуумі плоских п'ятикратних пропорційних зразків із розрахунковою довжиною робочої ділянки 15 мм на установці 1246-Р відповідно до ДСТУ 9651-84. Зразки вирізували з конденсату товщиною 0,9-1,4 мм (після вакуумного відпалу при 1170 К протягом 3 годин.). При кожній температурі випробовували від трьох до шести зразків. Швидкість деформації зразка складала 2 мм/хв., що відповідало відносній швидкості деформації ~2,2-10-3 с-1. В процесі випробувань записували діаграми, за якими визначали умовну границю плинності у02, границю міцності ув, відносне подовження д, відносне рівномірне подовження др, відносне звуження ш. Експериментальні дані обробляли за допомогою стандартних методів математичної статистики. При цьому обчислювали середнє вибіркове значення (математичне очікування) х, вибіркове середньоквадратичне відхилення S, коефіцієнт варіації w і довірчі інтервали ?х для математичного очікування при рівні значущості б = 0,05.

Третій розділ дисертації присвячений дослідженню структури й властивостей конденсованих КМ на основі малолегованого сплаву міді (Сu-Zr-Y) та молібдену.

В роботі вперше реалізована ідея одержання шаруватих матеріалів з найменшою товщиною шарів від 0,1 до 1 мкм підкладку, що обертається. В результаті аналізу попереднього досвіду та власних численних експериментів були вибрані умови отримання шаруватих конденсованих КМ на основі міді і молібдену, які передбачали використання:

- відстані від тиглів до поверхні, на яку відбувається конденсація, рівної 0,5...0,8 від відстані між центрами тиглів, з яких здійснюється випаровування;

- відстані між центрами тиглів рівної 0,55...0,8 від діаметра підкладки, на яку здійснюється конденсація;

- швидкості обертання підкладки (у відносних одиницях) в 3...5 разів вищої, ніж сумарна швидкість осадження парового потоку;

- рівня шорсткості підкладки, на яку здійснюють конденсацію, не більшої 0,63 RА;

- температури підкладки, на яку здійснюється конденсація, у діапазоні 0,3...0,7 від температури плавлення найменш тугоплавкого металу (сплаву), який випаровується.

Досліджувались поверхня конденсату та його перерізи. Встановлено, що поверхня зразків різних партій має блочний характер (рис. 1, а). Для кожного блоку характерна довільна або періодична смугастість. На рис.1, в представлено зображення такої поверхні з періодом повторюваності смуг 150±3 мкм.

Встановлено, що характер смугастості відповідає шорсткості підкладки, яку відтворюють шари конденсату. У випадку періодичної смугастості період повторюваності, обумовлюється коливанням жорсткості системи інструмент-підкладка, що обробляється і змінюється у різних партій конденсату від 35±3 до 564±32 мкм. Смугастості поверхні відповідає хвилястість шарів в перерізі перпендикулярному смугам (рис. 2).

В процесі випаровування із двох різних джерел і наступної конденсації формується композит, структура, морфологія якого залежить від хімічного складу. При вмісті молібдену до 5% (мас.) структура, що утворюється, неоднорідна з ознаками дискретності шарів (рис. 3).

Конденсованим КМ із середнім збільшеним вмістом молібдену притаманна ієрархія шаруватої структури: на макрорівні спостерігаються шари товщиною на рівні одиниць мм; на мікрорівні товщина шарів змінюється від сотень до десятків мкм; на субмікрорівні товщина шарів не перевищує 1 мкм. Особливості шаруватої структури представлені на рис. 4, стрілкою показана межа макрошару, з порами, що зливаються в тріщину. Рис. 4, в свідчить, що хвилястість зберігається і на субмікрорівні.

В шаруватій структурі одного зразка можуть спостерігатися шари з різними за морфологією структурами, утвореними полігональними (рис. 5, а), стовпчастими (рис. 5, б), сферичними або сочевицеподібними (рис. 5, в) частинками.

Така різноманітність структури може бути зумовлена конденсацією із дифузійного або парового поля чи їх суперпозиції. Сочевицеподібность частинок виникає при контактній взаємодії сферичних частинок з поверхнею конденсату. Турбулізацією потоків частинок в паровому полі можна пояснити форму конгломератів, що спостерігається в структурі конденсату (рис. 6).

Комплексний аналіз хімскладу і структури конденсатів на основі міді і молібдену дозволили встановити зміну вмісту цих елементів від шару до шару та градієнтний характер розподілу цих елементів в шарах.

За результатами рентгенофазового аналізу структура конденсату представлена двома основними фазами: з ГЦК на основі міді та ОЦК на основі молібдену кристалічними гратками. При цьому за умов зниження вмісту молібдену спостерігається тенденція до сильного розмивання ліній молібдену та їх зміщення в сторону більших кутів. Розмивання дифракційних ліній фази на основі молібдену (зазвичай характерне для матеріалів з нанорозмірними частинками та зернами) узгоджуються із наявністю в конденсаті шарів субмікронного рівня, що спостерігається за умов електронномікроскопічних досліджень, рис. 4, в. Зі збільшенням вмісту молібдену на рентгенограмах спостерігається дифракційна картина з гострими максимумами. Частинки молібдену в таких конденсатах збільшуються, утворюючи ланцюжки і конгломерати. Зміщення максимумів в сторону більших кутів спостерігаються на діфрактограмах усіх конденсатів, що досліджувались. Але воно помітніше із зменшенням вмісту молібдену і пов'язане із зменшенням параметрів його гратки до значень 3, 142…3,145 Е (3,147 Е для чистого молібдену), що свідчить про стискання кристалічної гратки тугоплавкої складової конденсату. Зменшення параметру кристалічної гратки міді до 3, 607 Е (3,615 Е для чистої міді) засвідчує також про стиснений стан і легкоплавкої складової. Двохфазна дифракційна картина рентгенограм конденсату для деяких зразків, що відрізняються присутністю слідів інтенсивного краплинного переносу тугоплавкої складової, порушуються появою рентгенівських ліній карбіду молібдену Mo2C (112,012), найінтенсивніших в дифракційному спектрі цієї сполуки.

Особливої уваги в роботі надано дефектам структури, які виникають при формуванні шаруватих конденсованих матеріалів. На стабільність шарів, що чергуються, й на механічні характеристики сконденсованого матеріалу в цілому сильно впливає форма шорсткості, оскільки сконцентрований паровий потік практично точно повторює профіль поверхні підкладки, на яку здійснюється конденсація. Ідеальний варіант - отримання гладкої поверхні, що практично можливо, але економічно недоцільно в умовах широкого промислового виробництва КМ і виробів з них.

Найбільш безпечною є обробка поверхні, що спричиняє хвилястий профіль шорсткості підкладки. Але збільшення рівня хвилястості, зміна її форми від куполоподібної до ребристої може призвести до порушення шаруватості (перервності шарів) конденсату, зниження густини в місцях западин, що підтверджується зменшенням мікротвердості в них і призводить до зниження механічних характеристик матеріалу.

На рис. 7. наведені залежності границі міцності ув і відносного подовження д конденсованих шаруватих матеріалів Cu-Mo-Zr-Y, отриманих на підкладках з різним рівнем шорсткості поверхні, на яку здійснювалася конденсація, від вмісту молібдену.

З рисунка видно, що чим краща якість обробки поверхні підкладки, тим вища міцність і пластичність досліджуваних КМ. Найбільш істотна відмінність за рівнем механічних властивостей спостерігається в конденсатах з відносно високим (8...14%) вмістом молібдену.

Значний вплив на фізико-механічні властивості конденсатів здійснюють дефекти структури матеріалу, викликані: можливим короткотерміновим вимкненням високої напруги, крапельним переносом при формуванні відокремлювального шару та вихідних матеріалів у процесі їх випаровування, сегрегаціями домішок (C, Ca, F, N, S і ін.) .

Найбільш небезпечними є дефекти, що утворюються на початкових етапах, тобто при формуванні розділового підшару та в перші хвилини формування шаруватого матеріалу. На краплях, утворених при випаровуванні CaF2, або на краплях, винесених на підкладку на початку випаровування вихідних матеріалів, через викривлення фронту конденсації по всій висоті композиту формуються голкоподібні “стрижні” (рис. 8), практично не зв'язані з основним матеріалом.

Металографічний аналіз особливостей структури дефектів, обумовлених переносом рідкої фази, дає підстави для висновку, що посилення взаємодії рідкофазних викидів з поверхнею конденсату зменшує ймовірність порушення фронту кристалізації та формування “стрижнів”, але збільшує різноманітність таких дефектів у структурі конденсату.

Указані “стрижні” є причиною швидкого руйнування матеріалу при мінімальних механічних навантаженнях, що в значній мірі сприяє зниженню механічних характеристик.

Проведені в роботі дослідження механічних характеристик конденсованих матеріалів, отриманих на підкладках з шорсткістю 0,63 RА, за результатами випробувань на розтяг у вакуумі показали, що залежності границі міцності ув, границі плинності у0,2 і відносного подовження д конденсованих матеріалів Cu-Mo-Zr-Y від концентрації молібдену у вихідному стані носять монотонний характер (рис. 9).

Із зростанням вмісту молібдену спостерігається збільшення ув і у0,2 й зниження д практично до нульових значень при концентрації останнього ~14 % (мас.). Якісно подібні залежності механічних властивостей отримані на зазначених матеріалах після вакуумного відпалу зразків при температурі 1170 К протягом трьох годин. При цьому спостерігається деяке зниження характеристик міцності на 8...10% і підвищення пластичності на 10...25% у порівнянні з вихідним станом матеріалів. Змінення властивостей конденсату Cu-Mo-Zr-Y (густини, електроопору, твердості) в залежності від вмісту молібдену в композиціях МДК-1 (Cu-2,5-5,0Mo-0,8Zr,Y), МДК-2 (Cu-5,1-8,0Mo-0,8Zr,Y), МДК-3 (Cu-8,1-12Mo-0,8Zr,Y) наведено в табл. 1.

Оскільки найбільший інтерес за рівнем властивостей в якості матеріалів для електричних контактів мають композити з вмістом Мо 8...12%, названі відповідно до технологічних умов як матеріали МДК-3, саме комплексному вивченню механічних властивостей цих матеріалів було надано особливої уваги. Базовими для досліджень були обрані матеріали з вмістом молібдену 8...8,5% після вакуумного відпалу при 1170 К протягом 3-х годин.

Характеристики короткочасної міцності і твердості КМ МДК-3 в стані постачання в інтервалі температур від 290 до 1070 К наведені на рис. 10. З цих даних випливає, що границя міцності ув й умовна границя плинності матеріалу у0,2 монотонно знижуються з 645 і 596 МПа при кімнатній температурі та до 45 і 39 МПа відповідно при 1070 К.

Температурні залежності характеристик пластичності мікрошаруватого композита носять більш складний характер. На них мають місце екстремуми, пов'язані з гарячою крихкістю матеріалу, властивою для міді та її сплавів. Зниження характеристик пластичності спостерігається в інтервалі температур 570-870 К.

З підвищенням температури твердість зменшується від 1802 МПа при кімнатній температурі (290 К) до - 151 при температурі 1070 К (рис.10, а).

Проведено кореляційний аналіз, метою якого було встановлення функціонального зв'язку між твердістю HV, границею міцності ув й умовною границею плинності у0,2. Емпіричне розподілення цих величин показано на рис. 11.

За результатами встановленої кореляції (коефіцієнт кореляції в інтервалі температур 290-1070 К для у0,2 (ув)> HV змінюється від 0,996 до майже 1,0) проведено термоактиваційний аналіз температурної залежності умовної границі плинності конденсату на основі міді і молібдену.

Метою такого аналізу є з'ясування механізмів пластичної деформації конденсату і температурних інтервалів, в яких вони мають місце. Відомо (Борисенко В.А.), що твердість і умовна границя плинності мають експоненціальну залежність від енергії активації пластичної деформації. Побудовані на основі отриманих експериментальних даних залежності в координатах ln(у0,2/T1/3) від 1/Т та ln HV від 1/Т можна вважати такими, що складаються із декількох інтервалів. В їх межах ці залежності мають лінійний характер. Це дозволило визначити енергію активації як тангенс кута нахилу даних залежностей до вісі абсцис, помножений на 3k. Визначені величини енергії активації деформації МДК-3 в інтервалі температур 290-1070 К і для того ж інтервалу енергії активації деформації полікристалічної відпаленої міді зведені в табл. 2. Їх порівняння свідчить про вплив складу і структури КМ на енергію активації деформації в інтервалі температур 290-870 К і суттєве зростання цього параметра композиту в інтервалі температур 870-1070 К.

За своїм характером це зростання відповідає літературним даним (Борисенко В.А., Кращенко В.П.)і свідчить про зміну термічно активованих механізмів пластичної деформації.

Інший підхід до термоактиваційного аналізу деформації було запропоновано Мільманом Ю.В., Трефіловим В.І. і співавторами. Проведені ними теоретичні розрахунки засвідчили, що для металів з ОЦК-граткою (частково ковалентних) реалізуються два інтервали змінення 02 з температурою. При цьому в низькотемпературному - спостерігається лінійна, в високотемпературному - експоненціальна залежність даного параметра від температури. Результати апроксімації експериментальної залежності 02(Т), отриманої в даній роботі, функціями та , за

Таблиця 1. Енергія активації пластичної деформації композиційного матеріалу МДК-3 визначена по температурній залежності границі плинності 0,2 в інтервалі 290-1070 К

Матеріал	Характеристика міцності, твердість	Кіль-кість інтервалів	T/ТплCu (Температура, К)	Енергія активації, еВ	Примітка
Cu-Mo-Zr-Y	02	1 2 3 4	0,21-0,35 (290-470) 0,35-0,5 (470-670) 0,5-0,65 (670-870) 0,65-0,8 (870-1070)	0,09 0,25 0,60 1,53	Експерименталь-ні дані. Розрахунки за Борисенком В.А.
Полікристалічна відпалена мідь	Н	1 2 3 4	0,21-0,35 0,35-0,5 0,5-0,8 0,8	0,05 0,17 0,83 2,01	Дані Борисенка В.А., Кращенка В.П.

методом найменших квадратів, підтвердили існування двох інтервалів у зміні границі плинності з температурою. Для інтервалу 870-1070 К також притаманне різке збільшення енергії активації деформації, що не заперечує літературних даних і свідчить про зміну механізмів пластичної деформації: від керованого дислокаційним ковзанням до керованого переповзанням дислокацій. Проведений аналіз температурної залежності механічних властивостей при розтяг таким чином дозволив виявити переважний вплив на 02, В, HV тугоплавкої складової з ОЦК-граткою та характерний вплив домішок в складовій на основі міді на параметри пластичності - , . Зміни механізмів деформації, про які згадувалось раніше, спостерігаються і за умов аналізу особливостей руйнування.

Візуально встановлено, що незалежно від температури та інших умов випробування руйнування відбувається зрізом. Джерела руйнування, пов'язані з надрізами на поверхні зразків та з їх об'ємними дефектами (межами “стрижнів”, макрошарів, послаблених домішками), наведено на рис. 12. Поверхня зламу може формуватися як результат злиття магістральних тріщин, що рухаються від окремих джерел руйнування.

Вважають, що чим вища швидкість виникнення джерел і менша швидкість розповсюдження тріщин, тим більше джерел спостерігається у зламі (рис.12, а). Зрізу зазвичай передує пластична деформація.

Навіть на зламі зразка в температурному інтервалі гарячої крихкості спостерігається в'язке інтеркристалітне руйнування по межах стовпців (рис. 12, б). Таке руйнування обумовлене локалізацією пластичної деформації в об'ємах біля меж кристалітів, зародженням та злиттям мікропустот. З підвищенням температури, зміною механізму пластичної деформації спостерігається зростання пластичності стовпчастої структури, яке при руйнуванні супроводжується укрупненням ямок, розщепленням стовпців, деформацією їх складових волокон (рис. 12, в, г).

Четвертий розділ присвячений вибору шляхів підвищення ефективності технологічного процесу високошвидкісного випаровування-конденсації, оптимізації складу припою і розробці технічних умов на процес виготовлення контакт-деталей.

При відпрацьовуванні технології виготовлення Cu-Mo-Zr-Y матеріалів досліджувалися леговані сплави 3-х ванн-випарників, що забезпечували різні швидкості осадження на підкладку, яка обертається на рівні: для першої ванни 16…20, для другої - 8…10 і для третьої - 4…5 мкм/хв. Ванною-випарником слугував малолегований сплав міді з ітрієм і цирконієм. Фазовий склад ванн після кристалізації відповідав переважно подвійній діаграмі Cu-Zr, згідно з якою в рівновазі з твердим розчином на основі міді існує інтерметалід ZrCu5, що утворюється за перитектичною реакцією й інтерметалід ZrCu4 - сполука, яка плавиться конгруентно. Розходження цих фаз за вмістом цирконію (у ZrCu5 приблизно 22% (мас.), у ZrCu4 - 26% (мас.) і їхня морфологія дозволяють припустити, що при кристалізації ванни інтерметалід ZrCu4 утворює частинки різних форм, а інтерметалід ZrCu5 формується у вигляді тонких волокон при температурі солідуса.

У закристалізованій ванні, з якої забезпечується максимальна швидкість випаровування міді, переважають великі анізотропні частинки-волокна інтерметалідів ZrCu4 довжиною 12 мм (рівною глибині ванни). Це свідчить про те, що легований розплав практично займає весь об'єм рідкої ванни. У ванні, що забезпечує середню швидкість випаровування міді (8-10 мкм/хв), в основному спостерігаються частинки інтерметаліду ZrCu4 з формою витягнутого шестикутнитка. У ванні, для якої характерна мінімальна швидкість випаровування міді (4-5 мкм/хв), розмір ізотропних частинок різко зменшується. Структура ванни неоднорідна, біля поверхні виявлені рихлість, пори та шлакові включення в системі Zr-Y-O.

Таким чином структури закристалізованого розплаву ванн корелює із різницею у швидкостях випаровування. Для ванн з анізотропними частками ця швидкість найбільша. Встановлені особливості структури, фазового й хімічного складу ванн зумовлюють висновок, що фазові рівноваги в системах на основі Cu, Zr, Y, ускладнених наявністю домішок у технічно чистих вихідних матеріалах, варто розглядати в числі основних факторів, які контролюють швидкість випаровування і враховувати при підготовці ванни-випарника з мало легованого сплаву міді.

Отримані матеріали використовувалися в якості контактних площадок (облицівок) для виготовлення контакт-деталей різного призначення. У якості контактотримачів використовували мідь і сплави на її основі.

Контакт-деталі виготовляли методом електроконтактної пайки з прикладанням тиску в графітових кліщах (електродах). При електроконтактному способі забезпечується рівномірне і швидке нагрівання, інтенсивне переміщення розплаву, що сприяє рівномірному розподілу припою. Якість з'єднання, яке утворюється при пайці, поряд з іншими факторами залежить від обраного припою. Експериментальні дослідження показали, що найбільш прийнятними для пайки контакт-деталей є мідно-фосфорні припої (МФ-1, МФ-2, МФ-3 ГОСТ 45-15 - 81).

Міцність паяних з'єднань в системах мідь-припій-МДК і латунь-припій-МДК досягає 120 і 125 МПа відповідно. Розроблено ТІ на процес зварювання-пайки і ТУ У 31.2-20113410-003-2002.

П'ятий розділ присвячено стендовим та натурним випробуванням в умовах, що відповідали слабо- і середньонавантаженим комутаційним апаратам. Після випробувань досліджувались особливості електроерозійного руйнування контактів в комутаційних апаратах різного призначення. Аналіз зміни структурно-фазового стану свідчить про ряд процесів в робочому шарі. Серед них: взаємодія в системі Cu-Mo-О з утворенням оксидів міді, молібдату міді, евтектики в псевдо бінарній системі; збільшення вмісту рідкої фази в робочому шарі, консолідація шарів, їх розвертання і оплавлення торців (рис. 13, а), сегрегація складових, деформація і руйнування шарів (рис. 13, б), повне руйнування шаруватої структури (рис. 13, в). Такий характер руйнування спостерігається за умов великої кількості спрацювань контактів (експлуатація до повного зношування) середньо навантажених комутаційних апаратів. В роботі показано, що пористість локалізована вздовж периметра контакт-деталей через дефекти, утворені при зварюванні-пайці, призводить до крихкого руйнування робочого шару і скорочення терміну експлуатації контактів.

Незначна, в межах одного макрошару до 100 мкм, зона термічного впливу розряду на робочий шар з КМ Cu-Mo-Zr-Y (рис. 14) свідчить про те, що цей матеріал може забезпечити необхідну електроерозійну стійкість контактів при комутації струму від 1 до1000 А.

У шостому розділі описана промислова установка Л-5 для отримання конденсованих з парової фази контактних матеріалів та організація на її базі промислового випуску електричних контактів. Показана динаміка зростання випуску промислових партій електричних контактів за останні роки. Виробництво КМ Cu-Mo-Zr-Y у вигляді листа товщиною до 5 мм дає можливість виготовляти та реставрувати контакт-деталі різних типів і розмірів (рис. 15).

На сьогоднішній час виготовлено й реставровано більше 1,5 млн. контактів більш як 370 найменувань.

Аналіз наведених актів промислових випробувань контактів показує, що основні переваги контактів, виготовлених з матеріалів МДК, є наступні: контакти в 2…3 рази дешевші у порівнянні з срібловмісними порошковими матеріалами; за експлуатаційною довговічністю МДК в 1,5…2,5 рази пере-

вершують існуючі матеріали, які використовуються в слабко навантажених низьковольтних комутаційних апаратах; забезпечують високу надійність роботи контактів; витримують максимальну величину комутаційного струму до 1000 А; добре обробляються різанням, штампуванням, шліфуванням, свердлінням, легко паяються відомими способами паяння з використанням стандартних припоїв.

За розробку нових матеріалів для електричних контактів, які не містять срібла, автор в складі творчого колективу співавторів отримав на “Метал-Форум Україна-2005” диплом і знак у конкурсі “Метал-Прогрес” у номінації “Кращий новий товар року”.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

Дисертація містить вирішення науково-технічного завдання, що полягає в розробці КМ в системі Cu-Mo-Zr-Y, вивченні їх структури і властивостей, в створенні технології електронно-променевого високошвидкісного випаровування-конденсації цих композитів та контактів з них замість срібловмістних. Науково-технічні засади створення матеріалів і технології спираються на такі результати, отримані в роботі.

1. Вибрано легуючі елементи, здатні підвищувати швидкість випаровування-конденсації. Встановлено, що в присутності цирконію підвищення швидкості (від 4-5 до 18-20 мкм/мин) корелює із схильністю до формування в ванні-випарнику анізотропної структури інтерметаліду Zr-Cu4.

2. Через відтворення конденсатом шорсткості підкладки і суттєве зниження механічних властивостей конденсату зі зменшенням класу обробки його поверхні шорсткість підкладки повинна бути не гірше Rа 0,63…0,16. Взаємодія в системі інструмент-підкладка для конденсації викликає утворення блочного характеру рельєфу поверхні конденсату з періодичною і довільною смугастістю.

3. Встановлено, що конденсований композиційний матеріал на основі міді і молібдену має шарувату структуру із ієрархією шарів (на макро-, мікро- і субмікрорівні), яка пов'язана з технологічними умовами та наявністю домішок в вихідних матеріалах, сегрегації яких “декорують” межі шарів. В конденсаті з періодичною смугастістю на поверхні, шарам різних розмірних рівнів притаманна хвилястість (з періодом хвилі від 35 до 564 мкм для досліджених партій).

4. Виявлено, що зразкам шаруватих парофазних конденсатів притаманні різновиди структури, що спостерігаються в їх перерізі, а саме: полігональна, стовпчаста, утворена сочевицеподібними та сферичними частками. Можлива природа такого різновиду пов'язана з впливом низки факторів, серед яких конденсація з дифузійного або крапельного полів.

5. При градієнтному характері розподілу молібдену в шарах загальне підвищення його концентрації в парофазних конденсатах супроводжується зростанням густини, твердості, границь плинності, міцності, зниженням параметрів пластичності і електропровідності. Виявлено характер, природу дефектів структури та вплив поверхневих та внутрішніх “надрізів” на властивості і особливості руйнування.

6. Встановлені особливості температурної залежності механічних властивостей за умов випробування на розтяг та гарячої твердості. При монотонному характері зниження твердості і параметрів міцності на температурній залежності параметрів пластичності виявлено температурний інтервал окрихчення. Проведено термоактиваційний аналіз температурної залежності умовної границі плинності і твердості. Використання різних підходів до цього аналізу дозволило виявити роль тугоплавкої складової, яка підвищується з температурою деформації і свідчить про зміну її механізмів. Зміна дислокаційного механізму ковзання на механізм переповзання впливає на особливості руйнування і дає уявлення про температурну границю використання конденсату.

7. Показано, що конденсовані композиційні матеріали на основі міді і молібдену, леговані цирконієм і ітрієм, відрізняються більш високою корозійною стійкістю у порівнянні з чистою міддю.

8. Вивчені структурні зміни в робочому шарі й електроерозійний знос контакт-деталей при натурних випробуваннях. Показано, що пористість, локалізована уздовж периметра контактів при зварюванні-пайці, призводить до їх зварювання й руйнування робочого шару.

9. Проведені широкі випробування електричних контактів з композиційних матеріалів на основі малолегованого сплаву міді й молібдену в низьковольтних комутаційних апаратах. Показано, що найбільшому ресурсу роботи контактів марки МДК відповідає структура робочого шару з морфологічними змінами, оплавленням, але без руйнування початкової шаруватості під ним. Розроблені технічні умови на виготовлення контактів для використання в низьковольтних комутаційних апаратах (ТУУ 31.2-20113410-003-2002).

10. Розроблена промислова електронно-променева установка Л-5 для випуску матеріалу МДК потужністю до 12 т на рік.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

1. Гречанюк Н. И., Осокин В. А., Афанасьев И. Б., Гречанюк И. Н. Электронно-лучевая технология получения материалов для электрических контактов // Электрические контакты и электроды. - Киев: Ин-т проблем материаловедения НАН Украины, 1998. - С.51-66.

Здобувачем проведені роботи зі створення електронно-променевої технології отримання КМ для електричних контактів.

2. Гречанюк И. Н., Гречанюк В. Г., Руденко И. Ф., Свиридова Т. Н. Разрушение конденсированных материалов Сu-Мо-Zr в водных средах // Электрические контакты и электроды. - Киев: Ин-т проблем материаловедения НАН Украины, 1999. - С. 125-134.

Здобувачем встановлено вплив вмісту молібдену та цирконію в КМ на корозійну стійкість у воді.

3. Борисенко В. А., Бухановский В. В., Гречанюк Н. И., Гречанюк И. Н., Осокин В. А., Рудницкий Н. П. Твердость, прочность и пластичность микрослойных композиционных материалов системы медь-молибден-цирконий-иттрий в диапазоне температур 290-1070. // Электрические контакты и электроды. Серия: Композиционные, слоистые и градиентные материалы и покрытия. - Киев: Ин-т проблем материаловедения НАН Украины, 2004.- С. 28 -38.

Здобувачем проведено аналіз механічних властивостей КМ.

4. Гречанюк Н. И., Осокин В. А., Гречанюк И. Н., Мамузич И., Борисенко В. А., Бухановский В. В., Рудницкий Н. П. Технология получения и служебные характеристики микрослойных материалов для электрических контактов нового поколения // Вопросы материаловедения, 2004. - № 1 (37). - С. 49-55.

Здобувачем проведено аналіз службових характеристик КМ в різних умовах випробовування електричних контактів.

5. Гречанюк І. М., Артюх Я. Ю., Гречанюк В. Г., Руденко І. Ф. Дослідження корозійної і ерозійної стійкості композиційних матеріалів на основі міді і молібдену // Наукові вісті НТУУ “КПІ”, 2005. - №6. - С. 46-50.

Здобувачем проведені дослідження структури КМ до і після проведення корозійних випробувань.

6. Гречанюк Н. И., Осокин В. А., Гречанюк И. Н., Минакова Р. В. Конденсированные из паровой фазы композиционные материалы на основе меди и молибдена для электрических контактов. Структура, свойства, технология. Современное состояние и перспективы применения технологии електронно-лучевого высокоскоростного испарения-конденсации для получения материалов электрических контактов. Часть1 // Современная электрометаллургия. - 2005. - № 2. - С. 28-35.

Здобувачем проведено аналіз сучасного стану й перспектив використання електронно-променевої технології отримання КМ для електричних контактів.

7. Борисенко В. А., Бухановский В. В., Гречанюк Н. И., Гречанюк И. Н., Мамузич И, Осокин В. А., Рудницкий Н. П. Температурные зависимости статистических механических свойств микрослойного композиционного материала МДК-3 // Проблемы прочности. - 2005. - №4. - С. 113-120.

Здобувачем проаналізовані температурні залежності статистичних механічних властивостей мікрошаруватого КМ МДК-3.

8. Гречанюк Н. И., Осокин В. А., Гречанюк И. Н., Кучеренко П. П., Минакова Р. В., Головкова М. Е., Копылова Г. Е. Композиционые материалы на основе меди и молибдена для электрических контактов, конденсированные из паровой фазы. Структура. Свойства. Технология. Часть 2. Основы электронно-лучевой технологи получения материалов для электрических контактов // Современная электрометаллургия. - 2006. - № 2. - С. 9-19.

Здобувачем запропоновано основні технологічні параметри отримання КМ на промисловому рівні.

9. Гречанюк М. І.,Осокін В. О., Афанаcьєв І. Б., Гречанюк І. М. Композиційний матеріал для електричних контактів та спосіб його отримання. - Патент України №34875А від 15.03.2001, Бюл. №2.

Здобувачем запропоновано хімічний склад та спосіб отримання КМ для електричних контактів.

10. Гречанюк М. І., Осокін В. О., Афанаcьєв І. Б., Гречанюк І. М. Композиційний матеріал для електричних контактів та спосіб його отримання. - Патент України №34875 від 16.12.2002, Бюл. № 12.

Здобувачем запропоновано оптимізований хімічний склад КМ для електричних контактів.

11. Grechanyuk V. Artyuch Y., Grechanyuk І. Corrosive and Thermal Stability of Composition Materials on the Base of Copper, Obtained by the EB-PVD Method. Sofia, Bulgaria // Електротехника и электроника. - 2006. - № 5-6. - С. 129-132.

Здобувачем проведені дослідження термічної стійкості КМ на основі міді.

12. Grechanyuk N., Kucherenko P., Grechanyuk І., Shpak P. Modern Technologies and Equipment for Obtaining of new Materials and Coatings. Sofia, Bulgaria // Электротехника и электроника. - 2006. -№ 5-6. - С. 122-128.

Здобувачем проаналізовані можливості використання КМ в якості матеріалів електричних контактів, електродів для контактного зварювання, пружинних сплавів.

АНОТАЦІЯ

Гречанюк І. М. Структура, властивості й електронно-применева технологія одержання композиційних матеріалів Сu-Мо-Zr-Y для електричних контактів. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 - матеріалознавство. Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, Київ, 2006.

Дисертація присвячена вирішенню науково-технологічної задачі зі створення нового класу конденсованих з парової фази композиційних матеріалів на основі малолегованого сплаву міді та молібдену для електричних контактів.

Вивчено особливості формування структури й властивості конденсованих композиційних матеріалів у багатокомпонентній системі на основі малолегованого сплаву міді Сu-Zr(0,01…0,08 % (мас.))-Y(0,02…0,12 %(маc.)) та молібдену Мо(2,5…12,0 % (мас.)), встановлено раціональні технологічні параметри проведення процесу електронно-променового випаровування з наступною конденсацією в вакуумі, визначено оптимальні хімічний та фазовий склади, структуру, фізико-механічні й експлуатаційні властивості цих матеріалів.

Розроблені промислове обладнання та технологія отримання електроконтактних матеріалів та контакт-деталей з них. Проведені широкі промислові випробування нових типів електричних контактів.

Ключові слова: електронно-променеве випаровування та конденсація, композиційні матеріали, структура, властивості, електричні контакти.

матеріал конденсований композиційний молібден

АННОТАЦИЯ

Гречанюк И. Н. Структура, свойства и электронно-лучевая технология получения композиционных материалов Cu-Mo-Zr-Y для электрических контактов. - Рукопись. Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.02.01 - материаловедение. Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, Киев, 2006.