CHANGING THE PROPERTIES OF DIFFUSION-HARDENING SOLDERS HARDENED WITH TITANIUM, ZIRCONIUM, AND HAFNIUM POWDERS
- Authors: Skachkov V.M.1, Pasechnik L.A.1, Medyankina I.S.1, Sabirzyanov N.A.1
-
Affiliations:
- The Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS
- Issue: No 15 (2023)
- Pages: 831-839
- Section: Physical and chemical foundations of nanotechnology
- URL: https://journals.rcsi.science/2226-4442/article/view/378516
- DOI: https://doi.org/10.26456/pcascnn/2023.15.831
- EDN: https://elibrary.ru/EQTVZY
- ID: 378516
Cite item
Full Text
Abstract
This article presents the results of a study of the properties of three diffusion-hardening solders based on low-melting gallium alloys and copper-tin alloy powder after the introduction of inert metal powders of titanium, zirconium, and hafnium in an amount of 5% each, which is an additive of 15 wt.%. After heat treatment at low temperatures (125°C) in within 24 hours, and after high-temperature treatment (600°C) for 6 hours, the microhardness of the obtained composite diffusion-hardening solders was evaluated. Relatively long-term heat treatment at low temperatures does not lead the composition to achieve equilibrium states, possible physico-chemical transformations do not fully occur in them, which shows an increase in the hardness of samples after high-temperature treatment. X-ray phase analysis has determined the phases formed as a result of diffusion hardening, forming micro- and nanoscale intermetallic compounds, and the metal tin released in the form of nanoscale secretions in the intergrain space. Metal filler powders, inert at low temperature to exposure, but well wetted with gallium at high temperatures, interact with it, forming nanoscale intermetallic compounds, additionally strengthening composite solders.
About the authors
Vladimir M. Skachkov
The Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS
Email: skachkov@ihim.uran.RUS
Ekaterinburg, Russia
Liliya A. Pasechnik
The Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RASEkaterinburg, Russia
Irina S. Medyankina
The Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RASEkaterinburg, Russia
Nail A. Sabirzyanov
The Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RASEkaterinburg, Russia
References
- Астахов, Н.В. Проблемы повышения надежности и качества радиоэлектронных средств и приборов при использовании бессвинцовых припоев // Н.В. Астахов, А.В. Башкиров, О.Ю. Макаров, А.А. Пирогов, А.С. Демихова // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2021. - Т. 17.- № 2. - С. 48-53. doi: 10.36622/VSTU.2021.17.2.008.
- Новосельцева, М.М. Социально-экономические мероприятия в промышленности, направленные на охрану труда / М.М. Новосельцева // Заметки ученого. - 2020. - № 8. - С. 238-245.
- Муктепавел, В.О. Технологические способы создания неразъёмных соединений разнородных материалов / В.О. Муктепавел, В.М. Карпов, И.Г. Струков // Морские интеллектуальные технологии.- 2022. - № 4. - Ч. 2. - С. 117-122. doi: 10.37220/MIT.2022.58.4.015.
- Яценко, С.П. Композиционные припои на основе легкоплавких сплавов / С.П. Яценко, В.Г. Хаяк // Екатеринбург: УрО РАН, 1997. - 186 с.
- Martinsen, K. Joining of dissimilar materials / K. Martinsen, S.J. Hu, B.E. Carlson // CIRP Annals. - 2015.- V. 64. - I. 2. - P. 679-699. doi: 10.1016/j.cirp.2015.05.006.
- Яценко, С.П. Галлий: Технологии получения и применение жидких сплавов: Монография / С.П. Яценко, Л.А. Пасечник, В.М. Скачков, Г.М. Рубинштейн. - М.: РАН, 2020. - 344 с.
- Ершов, В.М. Термическое расширение интерметаллидных фаз системы медь-галлий / В.М. Ершов // Сборник научных трудов Донбасского государственного технического университета. - 2008. - Вып. 7.- С. 242-247.
- Скачков, В.М. Композиционный припой на основе порошков металлов и галлиевого сплава / В.М. Скачков, Н.А. Шевырев, Л.А. Пасечник, С.П. Яценко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2017. - Вып. 9. - С. 455-464. doi: 10.26456/pcascnn/2017.9.455.
- Скачков, В.М. Диффузионно-твердеющий припой на основе сплава галлий-индий-олово и порошка металлов ПМОСФ5, упрочненный титаном / В.М. Скачков, Л.А. Пасечник, О.В. Скачкова, С.П. Яценко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2018. - Вып. 10.- С. 600-608. doi: 10.26456/pcascnn/2018.10.600.
- Яценко, С.П. Галлий. Взаимодействие с металлами / С.П. Яценко. - М.: Наука, 1974. - 220 с.
- Порошок сплава медь-олово сферической формы. Технические условия: ТУ 48-1318-03-89. - Взамен ТУ 48-1318-03-84; введ. 25.05.1989. - М., 1989. - 9 с.
- Титан губчатый. Технические условия: ГОСТ 17746-96. - Взамен ГОСТ 17746-79; введ. 01.07.2000. Минск, 1996. - 6 с.
- Порошок циркония кальциетермический. Технические условия: ТУ 48-4-234-84. - Взамен ТУ 48-4-234-76; введ. 01.07.1984. - М., 1984. - 81 с.
- Порошок гафниевый. Технические условия: ТУ 48-4-176-85. - Взамен ТУ 48-4-176-72; введ. 01.01.1986. - М., 1986. - 35 с.
- Шубин, А.Б. Получение металлических композиций из смесей медь-содержащего порошка и галлиевого расплава: определение оптимальных параметров виброобработки / А.Б. Шубин, Е.В. Игнатьева, И.Э. Игнатьев // Бутлеровские сообщения. - 2016. - Т. 45. - № 3. - С. 116-121.
- Powder Diffraction File JCPDS-ICDD PDF-2 (Set 1-47). (Release, 2016). - Режим доступа: www.url: https://www.icdd.com/pdf-2/. - 15.05.2023.
- Speyer, R.F. Thermal Analysis of Materials. - New York: Marcel Dekker, 1994. - 298 p.
Supplementary files
