Статья посвящена рассмотрению особенностей получения вакуумноплотных спаев сапфира с металлами. Выявлено влияние на механическую прочность профилированного сапфира количества блоков и угла разориентации их границ, обоснована температурная зависимость предельного напряжения разрушения труб, проанализированы причины появления огранки у выращенного кристалла, влияние механической обработки (шлифовки и полировки) и высокотемпературного отжига на внутренние напряжения. Показано, что для получения надежного токоввода в сапфировую разрядную трубку, наполненную плазмообразующей средой на основе паров щелочного металла необходимо использовать сплав ниобия НбЦу и стеклокерамический припой на основе системы окислов CaO–Al2O3. Подробно исследованы структурные изменения в сплавах ниобия и в слое стеклокерамического припоя при различных температурах пайки, распределение концентрации ниобия в переходной зоне, выявлен оптимальный режим пайки стеклоцементом. Рассмотрен новый способ получения спая сапфира с металлом комбинацией методов предварительной металлизации и активной пайки. Реализация предложенного способа получения спая осуществляется посредством использования двух магнетронов с медной и титановой мишенями. Разработана математическая модель магнетронного напыления покрытий на вращающийся цилиндрический образец. Проанализирован механизм взаимодействия титана с сапфиром, рассмотрены результаты исследований процессов в глубине слоя металлизации и на границе с сапфиром при пайке медным припоем.
The article is devoted to the consideration of the properties of sapphire as a structural material of brazing with metals. The effect on the mechanical strength of the shaped sapphire of the number of blocks and the angle of misorientation of their boundaries is shown; the temperature dependence of the ultimate stress of pipe fracture is justified. The paper analyzes the reasons for the appearance of a faceting in the grown crystal, the effect of mechanical processing (grinding and polishing) and high-temperature annealing on internal stresses. It is shown that in order to obtain a reliable current supply to a sapphire discharge tube filled with a plasma-forming medium based on alkali metal vapor, it is necessary to use the niobium alloy Nb-Zr-C and glass-ceramic solder based on the CaO-Al2O3 oxide system. The work examined in detail the structural changes in niobium alloys and in the layer of glassceramic solder at various brazing temperatures, the distribution of niobium concentration in the transition zone, and the optimum mode of brazing by glass cement was revealed. The paper presents a method for producing a brazing of sapphire with metal by a combination of methods of preliminary metallization and active brazing with titanium. Implementation of the proposed method for producing a brazing is carried out by using two magnetrons with a copper and titanium target. A mathematical model of magnetron sputtering of coatings on a rotating cylindrical sample is developed. The mechanism of interaction of titanium with sapphire is analyzed, the results of studies of processes in the depth of the metallization layer and the border with sapphire when brazing with copper solder are considered.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 41264556