Wpływ parametrów procesu natryskiwania plazmowego na własności kompozytowych materiałów warstwowych przeznaczonych do zastosowań w elektronice i elektrotechnice

• Autorzy: Wrona A. , Lis M. , Woch M. , Staszewski M. , Czepelak M. , Kubica L.

Warianty tytułu

EN

An effect of plasma spray process parameters on the properties of layered composite materials designed for application in electronics and electrical engineering

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było wytworzenie techniką natryskiwania plazmowego materiałów kompozytowych na osnowie srebra, pokrytych warstwą spoiwa typu Cu-Ag-P, przeznaczonych do zastosowań głównie w układach elektronicznych i w elektrotechnice. Kompozyty takie najczęściej wytwarzane są techniką klasycznej metalurgii proszków lub poprzez platerowanie mechaniczne i zwykle wymagają zastosowania pośredniej warstwy srebra. Zastosowanie techniki plazmowej w odniesieniu do tych materiałów jest rozwiązaniem innowacyjnym. Natryskiwanie plazmowe jest obecnie szeroko stosowane głównie w przemyśle lotniczym, kosmicznym, zbrojeniowym, motoryzacji, do nakładania warstw metalicznych i ceramicznych na elementy konstrukcyjne pracujące w ekstremalnych warunkach obciążeń mechanicznych i temperaturowych. Zaletą procesu natryskiwania plazmowego jest szybkość i powtarzalność. Ponadto technika pozwala na łączenie materiałów o różnych własnościach i temperaturach topnienia, np. umożliwia wytworzenie zamierzonego kompozytu bez konieczności zastosowania pośredniej warstwy srebra. Wykonanie kompozytu warstwowego wymagało: wytworzenia substratu metaliczno-ceramicznego na bazie srebra i odpowiedniego przygotowania jego powierzchni, przygotowania proszku spoiwa, doboru parametrów energetycznych łuku plazmowego oraz wyboru odpowiedniej odległości dysza palnika - substrat. Badania obejmowały: analizę składu fazowego, opisy mikrostruktur i mikroanalizy rentgenowskie wykonane dla substratu, proszku do natryskiwania oraz obszaru połączenia spoiwo-substrat. Uzyskane wyniki tworzą bazę, która może stanowić podstawę do opracowania założeń technologicznych wytwarzania kompozytowych materiałów przewodzących metodą natryskiwania plazmowego.

EN

The aim of this work was to use plasma spraying technique to fabricate silver-based composite materials coated with a layer of Cu-Ag-P type braze, designed for application mainly in electronic circuits and in electrical engineering. Such composites are usually produced by classical powder metallurgy techniques or by mechanical plating and in this case the use of intermediate silver layer is often required. Application of plasma technique in reference to these materials is an innovative solution. Plasma spraying has been widely used at present mainly in the aircraft, space, armaments and automotive industries for applying metallic and ceramic layers on structural components operating in the conditions of extreme mechanical loads and temperatures. The advantage of plasma spraying process is its speed and repeatability. Moreover, this technique makes joining of materials differing in properties and melting temperatures possible, for instance it enables fabrication of a specific composite with no need to use an intermediate layer of silver. In order to fabricate a layered composite it was necessary to make: silver-based metallic-ceramic substrate and suitably prepare its surface, to prepare the braze powder, select plasma arc energy and to choose suitable distance between the nozzle of a burner and the substrate. Under this work phase composition of a braze layer has been determined, microstructure of the braze-substrate zone has been described, and X-ray micro-analysis of this zone has been made. Based on the results from this study technological guidelines for fabrication of electric current conducting composites by plasma spraying can be developed.

Słowa kluczowe

PL

natryskiwanie plazmowe; materiały stykowe; materiały kompozytowe

EN

plasma spraying; contact materials; composite materials

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 54, nr 9
• Strony: 542--549
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wrona A.

autor

Lis M.

autor

Woch M.

autor

Staszewski M.

autor

Czepelak M.

autor

Kubica L.

• Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach

Bibliografia

• 1. Missol W.: Rozwój badań nad materiałami na styki elektryczne. Rudy Metale 2006, t. 51, nr 12, s. 731-735.
• 2. Wojtasik K., Missol W.: PM helps develop cadmium – free electrical contacts. Metal Powder Report 2004, t. 59, s. 34-36, 38-39.
• 3. Wójcik-Grzybek D., Kaliszuk K., Frydman K., Bucholc W.: Spiekanie kompozytowych materiałów stykowych na osnowie srebra. Inżynieria Materiałowa 2005, t. 145, nr 2, s. 54-60.
• 4. Osadnik M., Czepelak M., Durst K., Księżarek S. i in.: Badania procesu wytwarzania oraz ustalenie parametrów technologicznych produkcji dwuwarstwowych nakładek stykowych AgSnO2 = 98 i 10 %) z wykorzystaniem różnych technik łączenia materiału stykowego z warstwą lutowalną. Sprawozdanie IMN 2007, 6489/07.
• 5. Klimpel, A.: Napawanie i natryskiwanie cieplne. Warszawa 2000, Wydaw. Naukowo-Technicze, s. 441-464.
• 6. Lis M., Woch M.: Technika plazmowa w inżynierii materiałowej metali. Rudy Metale 2008, t. 53, nr 5, s. 291-296.