5. Сидоренко Т. В. Некоторые аспекты смачивания перовскитной керамики металлическими расплавами / Т. В. Сидоренко, Ю. В. Найдич, А. В. Дуров // Металлофизика и новейшие технологи. - 2009. - Т. 31. - С. 423-428. (Проведення експериментів по змочуванню перовськітових матеріалів розплавами металів, аналіз результатів електронно-мікроскопічних досліджень, обговорення результатів, підготовка статті до друку).

6. Найдич Ю. В. Смачивание сегнетоэлектрической BaTiO₃ - керамики различными металлами и некоторыми сплавами / Ю. В. Найдич, Т. В. Сидоренко, В. В. Полуянская, Е. П. Гармаш, И. В. Плескач // Зб. наук. праць НАН України „Адгезия расплавов и пайка материалов”. - 2006. - №39. - С. 22-27. (Проведення дослідів по змочуванню сегнетоелектричного BaTiO₃ металічними розплавами, виготовлення шліфів, аналіз мікроструктури, обговорення результатів, підготовка статті до друку).

7. Сидоренко Т. В. Металл-кислородная технология металлизации сегнетоэлектрической керамики из BaTiO₃ и некоторых других оксидных материалов / Т. В. Сидоренко, А. В. Дуров // Металлофизика и новейшие технологии. -2006. - Т. 28, спецвып. - С. 303-308. (Проведення експериментів по змочуванню кераміки на основі BaTiO₃ й Al₂O₃ у повітряному середовищі, виготовлення зразків паяних з'єднань, обговорення результатів, підготовка статті до друку).

8. Найдич Ю. В. Процессы металлизации и пайки перовскитной керамики на основе титаната бария / Ю. В. Найдич, Т. В. Сидоренко, А. В. Дуров // Зб. наук. праць НАН України „Адгезия расплавов и пайка материалов”. - 2007. - №40. - С. 68-75. (Розробка припайних композицій і режимів паяння BaTiO₃ кераміки з урахуванням впливу середовища, вимірювання міцності паяних з'єднань, обговорення результатів, підготовка статті до друку).

9. Сидоренко Т. В. Исследование смачивания функциональной перовскитной керамики расплавами титансодержащих сплавов / Сидоренко Т. В. // Металлофизика и новейшие технологи. - 2008. - Т. 30, спецвып. - С. 163-168. (Проведення експериментів по змочуванню BaTiO_3-д розплавами подвійних і потрійних титановмісних сплавів, аналіз результатів електронно-мікроскопічних досліджень, обговорення результатів, підготовка статті до друку).

10. Дуров О. В. Паяння та металізація кераміки на основі титанату барію за допомогою системи In-Ti при відносно низьких температурах / О. В. Дуров, Т. В. Сидоренко // Металлофизика и новейшие технологи. - 2008. - Т. 30, спецвып. - С. 555-559. (Розробка методу паяння капілярним просочуванням, одержання паяних зразків і металічних покриттів на поверхні перовськітової кераміки, вимірювання міцності з'єднань).

11. Сидоренко Т. В. Сохранение стехиометрии титаната бария при металлизации и пайке BaTiO₃-керамики в вакууме / Сидоренко Т. В., Дуров А. В. // Зб. наук. праць НАН України „Адгезия расплавов и пайка материалов”. - 2008. - №41. - С. 88-90. (Проведення дослідів по змочуванню стехіометричного BaTiO₃ в вакуумі, одержання паяних зразків методом капілярного просочування, обговорення результатів, підготовка статті до друку).

12. Найдич Ю. В. Пайка сегнетоэлектрической керамики в воздушной среде и чистом кислороде / Найдич Ю. В., Сидоренко Т. В., Дуров А. В. // Автоматическая сварка. - 2009. - № 1. - С. 22-24. (Проведення експериментів по змочуванню BaTiO₃ при різному рО₂, обговорення результатів, розробка технологічних режимів й припайних композицій для одержання паяних і металізованих з'єднань, обговорення результатів, підготовка статті до друку

13. Сидоренко Т. В. Использование металл-кислородной технологии для металлизации керамики из BaTiO₃ и других оксидных материалов / Т. В. Сидоренко, О. В. Дуров, Ю. В. Найдич // Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия: 7 междунар. науч.-техн. конф., 16-17 мая 2006 г.: матер. докл. - Минск, Беларусь, V., 2006. - С. 304-305.

14. Найдич Ю. В. Смачивание титаната бария чистими металлами / Ю. В. Найдич, Т. В. Сидоренко, В. В. Полуянская // Современное материаловедение: достижения и проблемы (MMS-2005): междунар. конф., 26-30 сент. 2005 г.: Киев, IX., 2005. - С. 637.

15. Найдич Ю. В. Изучение смачиваемости сегнетоэлектрической керамики (BaTiO₃) расплавами металлов / Ю. В. Найдич, Т. В. Сидоренко, В. В. Полуянская // Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий (МЕЕ-2006): 4 междунар. конф., 18-22 сент. 2006 г.: тезисы докл. - Большая Ялта, АР Крым, IX., 2006. - С. 138.

16. Naidich Y. V. The investigation of wettability of some metals on perovskite barium titanate ceramics / Y. V. Naidich, T. V. Sydorenko, V. V. Poluyanskaya // High Temperature Capillarty (HTC-2007): V Int. Conf., March 20 - 23, 2007: abstr. - Alycante, Spain, III., 2007. - P. 124.

17. Сидоренко Т. В. Смачивание жидкими металлами, металлизация и пайка сегнетоэлектрической керамики / Т. В. Сидоренко, А. В. Дуров, Ю. В. Найдич // HighMatTech: междунар. конф., 15-19 окт. 2007г.: тезисы докл. - Киев, X., 2007. - C. 524.

18. Сидоренко Т. В. Технологія металізації та паяння керамічних матеріалів на основі титанату барію / Т. В. Сидоренко // І Міжнар. (ІІІ Всеукр.) конф. студ., асп. та мол. вчених з хімії та хім. тех., 23-25 квіт. 2008 р.: тизи доп. - Киев, IV., 2008. - С. 224.

19. Найдич Ю. В. Исследование закономерностей процессов смачивания полупроводниковой BaTiO₃-керамики металлическими расплавами / Ю. В. Найдич, Т. В. Сидоренко, А. В. Дуров, Е. П. Гармаш, И. В. Плескач // Матеріалознавство тугоплавких сполук: досягнення і проблеми: міжнар. конф., 27-29 трав., 2008 р.: тези доп. - Київ, V., 2008. - С. 146.

20. Sydorenko T. V. The wettability by liquid metals and brazing processes for joining of functional perovskite ceramics / T. V. Sydorenko, Yu. V. Naidich, O. V. Durov // E-MRS 2008 Fall Meeting, September 15-19, 2008: аbstr. - Warsaw, Poland, IX., 2008. - Р. 205-206.

21. Sydorenko T. V. Investigation of contact interaction of metal melts and non-metal materials by high temperature X-ray diffraction method / T. V. Sydorenko, O. V. Durov, M. V. Karpets, V. P. Krasovskyy // E-MRS 2008 Fall Meeting, September 15-19, 2008: аbstr. - Warsaw, Poland, IX., 2008. - Р. 223.

22. Сидоренко Т. В. Исследование процессов металлизации и пайки полупроводниковой ВаТіО₃-керамики в вакууме / Т. В. Сидоренко, Ю. В. Найдич, А. В. Дуров, В. В. Полуянская, Е. П. Гармаш, И. В. Плескач, В. М. Верещака // Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий (МЕЕ-2008): 5 междунар. конф., 22-26 сент. 2008 г.: тезисы докл. - Большая Ялта, АР Крым, IX., 2008. - С. 95.

23. Sydorenko T. V. Complex research of contact interaction and wetting processes of BaTiO₃-ceramics by metal melts / T. V. Sydorenko, Yu. V. Naidich // High Temperature Capillarity (HTC-2009): 6-th Int. Conf., May 6-9 2009: abstr. - Athens, Greece, V., 2009. - P. 156.

24. Durov O. V. In situ X-ray investigation of titanium containing metal melts and non-metal material interface interaction / O. V. Durov, T. V. Sydorenko, M. V. Karpets // High Temperature Capillarity (HTC-2009): 6-th Int. Conf., May 6-9 2009: abstr. - Athens, Greece, V., 2009. - P. 116.

25. Сидоренко Т. В. Смачивание и контактное взаимодействие металлических расплавов с поверхностью стехиометрического титаната бария / Т. В. Сидоренко, Ю. В. Найдич, А. В. Дуров // Хімія, фізика та технологія модифікування поверхні: Всеукр. конф. за участю іноземних учених, 20-22 квіт. 2009 р.: тизи доп. - Київ, IV., - С. 247-248.

26. Сидоренко Т. В. Исследование смачивания и контактного взаимодействия титансодержащих металлических расплавов с перовскитной керамикой / Т. В. Сидоренко, Ю. В. Найдич, А. В. Дуров, М. В. Карпец // HighMatTech: междунар. конф., 19-23 октября 2009 г.: тезисы докл. - Киев, X., 2009. - С. 355.

27. Sydorenko T. Brazing of perovskite ceramics in pure oxygen atmosphere / T. Sydorenko, O. Durov, Y. Naidich // E-MRS 2008 Fall Meeting, September 14-18, 2009: аbstr. - Warsaw, Poland, IX., 2009. - Р. 213-214.

анотація

Сидоренко Т. В. Змочування та контактна взаємодія металічних розплавів з титанатом барію та деякими іншими керамічними матеріалами з перовськітовою структурою. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.21 - хімія твердого тіла. Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, Київ, 2010.

Вперше проведено комплексне дослідження процесів змочування, адгезії й контактної взаємодії металічних розплавів з керамічними матеріалами, що мають перовськітову структуру, зокрема, титанатом барію. Встановлені закономірності адгезійних процесів та розроблені методи керування ними для двох станів ВаТіО₃: як сегнетоелектрика (стехіометрична сполука ВаТіО₃) та як напівпровідника (структура з дефектом по кисню ВаТіО_3-д).

Досліджено змочування у вакуумі напівпровідникових перовськітових матеріалів 14 чистими металами й сплавами, що містять титан. Проаналізовано склад і мікроструктура міжфазових поверхонь в контактних системах. Встановлено, що змочуваність у вакуумі подібних матеріалів обумовлена утворенням на межі поділу металоподібного оксиду титану TiO.

Вивчено вплив парціального тиску кисню (p(O₂)) на змочування перовськітової кераміки при контакті з металічними розплавами на основі системи Ag-Cu-O. Вперше експерименти по змочуванню проведені в атмосфері проточного кисню.

Запропановане наукове обгрунтування особливостей адгезійних процесів, що протікають за участю перовськітової кераміки. Випробувані способи одержання паяних з'єднань, а також нанесення металічних покриттів з високою адгезією як для сегнетоелектричного матеріалу (паяння у повітрі й атмосфері кисню) так і для напівпровідникового ВаТіО₃ (паяння в умовах вакууму).

Ключові слова: перовськітова кераміка, сегнетоелектричний і напівпровідниковий титанат барію, змочування, адгезія.

Сидоренко Т. В. Смачивание и контактное взаимодействие металлических расплавов с титанатом бария и некоторыми другими керамическими материалами с перовскитной структурой. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.21 - химия твёрдого тела. Институт проблем материаловедения им. И.Н. Францевича НАН Украины, Киев, 2010.

Впервые проведено комплексное исследование процессов смачивания, адгезии и контактного взаимодействия металлических расплавов с перовскитными материалами, в частности, BaTiO₃. Установлены закономерности протекания адгезионных процессов и разработаны методы управления ими для двух состояний BaTiO₃: как сегнетоэлектрика (стехиометрическое соединение BaTiO₃) и как полупроводника (структура с дефицитом по кислороду BaTiO_3-д).

Исследовано смачивание титаната бария чистыми металлами (Cu, Ag, Au, Ge, Sn, Pb, Ga, In, Al, Si, Ni, Co, Fe, Pd) и титансодержащими сплавами. Показано, что чистые металлы плохо смачивают поверхность керамики. Добавка активного компонента снижает краевые углы и увеличивает адгезию. Проанализирован состав и микроструктура межфазовых поверхностей в системах Cu-Sn-Ti-BaTiO₃ и Cu-Ti-BaTiO₃, описаны процессы, которые протекают в зоне контакта. Установлено, что смачиваемость в вакууме перовскитных материалов при высоких температурах обусловлена образованием на границе раздела металлоподобного оксида титана TiO.

Изучено влияние парциального давления кислорода на смачивающее поведение сегнетоэлектрической формы керамики при контакте с расплавами системы Ag-Cu-O. Впервые эксперименты по смачиванию проведены в атмосфере чистого кислорода. Показано, что изменение парциального давления кислорода позволяет изменить смачивающее поведение системы, варьируя растворимостью кислорода в расплаве в соответствии с законом Сивертса. Смачивание в атмосфере с высоким p(O₂) в системе позволяет значительно снизить содержание меди в расплаве серебра.

Предложено научное обоснование особенностей адгезионных процессов, которые протекают с участием перовскитной керамики.

Опробован метод получения паяных соединений перовскитных материалов, в частности, BaTiO₃, а также создания адгезионно-прочных металлических покрытий. Для полупроводникового соединения использовались режимы пайки в вакууме на основе припоев, которые содержат адгезионно-активный компонент - титан (Ag-Cu-Ti, Cu-Sn-Ti и Ag-Cu-Pb-Ti). Разработаны методики пайки капиллярным просачиванием индия через слой титана, которые могут быть использованы для получения паяных соединений в вакууме для полупроводникового титаната бария и при модификации режима - для сегнетоэлектрического BaTiO₃ с сохранением его стехиометрии. Для сегнетоэлектрической керамики предложен „металл-кислородный” метод пайки в воздухе и атмосфере чистого кислорода с использованием расплавов (Ag-Cu-O). Предложенные методики позволяют значительно повысить адгезионную прочность покрытий и паяных соединений и расширяют возможности создания различных приборов и устройств для электроники и электротехники.

Ключевые слова: перовскитная керамика, сегнетоэлектрический и полупроводниковый титанат бария, смачивание, адгезия.

Sydorenko T. V. Wetting and contact interaction between liquid metals and barium titanates and some other ceramic materials with perovskite structure. Manuscript.

Thesis for a candidate degree in chemical sciences by speciality 02.00.21 - Solid State Chemistry. Fratsevich Institute for Problems of Materials Science of NAS of Ukraine, Кyiv, 2010.

The thesis is dedicate to complex investigations, including studies of wetting by liquid metals, of metal coatings deposition onto ceramic surface and of brazing process, which were carried out for two states of barium titanate (BaTiO₃), namely, semiconducting and ferroelectric perovskite ceramics.

Pure metals and Ti-containing alloys were investigated under high vacuum at the semiconducting BaTiO_3-д surface. Wettability degree correlates approximately with chemical affinity of liquid metal phase to substrate oxygen (it increases when the affinity to oxygen increases). Addition of Ti increases essentially capillary properties and adhesion of components of the system under investigation. Analysis of BaTiO₃/liquid metal interface has shown that TiO accounted for wetting in studied system.

The effect of oxygen partial pressure around metal drop on wetting behavior of perovskite ceramics in contact with liquid metals was investigated. For the first time, wetting of ferroelectric BaTiO₃ ceramics by Ag-Cu-O system under oxygen atmosphere was studied; values of contact angle, adhesion, and strength of BaTiO₃ - metals interface were obtained.

The theoretical justification of adhesive processes specifics were suggested. Method of brazing for bouth ferroelectric and semiconducting ceramic materials based on BaTiO₃, and also deposition method of coatings with high adhesion are developed.

Key words: perovskite ceramics, ferroelectric and semiconducting barium titanate, wetting, adhesion.

Размещено на Allbest.ru