Способ металлизации ферритовой детали

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ФЕРРИТОВОЙ ДЕТАЛИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Непокойчицкий Анатолий Григорьевич Игнатов Борис Иванович Францкевич Константин Викторович Асташенко Сергей Георгиевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси(57) Способ металлизации ферритовой детали, заключающийся в получении электропроводящих элементов на поверхности ферритовой детали путем создания токопроводящего канала между двумя электродами в защитно-восстановительной среде, отличающийся тем, что для создания токопроводящего канала одновременно подают на электроды высоковольтный разряд напряжением от 10 до 20 кВ и силой тока от 1 до 3 мА и низковольтный разряд напряжением от 20 до 50 В и силой тока от 0,5 до 5 А, а в качестве защитновосстановительной среды используют трансформаторное масло. Изобретение относится к технологии металлизации оксидных материалов электрофизическими методами и может быть использовано в электронной, радиоэлектронной и электротехнической промышленности. Известен способ металлизации окислов металлов 1, включающий восстановление окислов металлов с последующим осаждением металла на восстановленную поверхность в растворе химической металлизации. Недостатком способа является многоступенчатость процесса металлизации, необходимость частой смены электрического режима, применение электроразрядной плазмы, вызывающий нагрев оксида. Разложение автокаталитического раствора требует производить его замену в процессе электрохимического восстановления и при устранении пассивирования восстановленного металла. Следует также отметить невысокое качество восстановленного металла из-за периодически возникающих сплавлений подвижного электрода с поверхностью оксида. Известен способ электроэрозионной обработки 2, включающий восстановление окисла металла до металла путем подачи напряжения на электроды, установленные на поверхности детали с одновременным воздействием лазерного излучения с плотностью по 5 тока энергии 10210 Вт/см 2. Процесс ведут в газовой восстановительной среде. 12573 1 2009.10.30 Недостатком способа является сложный многооперационный процесс, использующий дорогостоящее оборудование и расходные материалы. Применение полоски металла между электродами для стабилизации токопроводящего канала, газовой восстановительной среды и лазерного излучения нетехнологично, а качество получающегося электроэрозионного канала низкое, требуется механическая доводка. Ближайшим техническим решением к предлагаемому (прототип), является способ металлизации оксидных материалов 3, включающий восстановление окислов путем перемещения одного из электродов по поверхности образца в защитно-восстановительной среде с предварительным нанесением слоя порошка оксида меди, при этом сила тока составляет 0,3-0,8 А, что позволяет получать на поверхности детали медные проводники с достаточно хорошей адгезией к основе. К недостаткам данного способа следует отнести низкое качество покрытий, так как изза периодических срывов стабильности электрического разряда между перемещающимся электродом и оксидом поверхность становится бугристой. Кроме того, под действием разряда происходит плавление меди, а образовавшийся слой после остывания ввиду различия коэффициента термического расширения меди и оксида имеет низкую адгезию к основе. Все вышеперечисленные методы направлены на изыскание путей получения качественных металлических покрытий за счет восстановления металла из оксидных композиций. Однако при всем этом качественные покрытия, удовлетворяющие потребностям новой техники, получить проблематично. Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является получение токопроводящих элементов с высокой адгезией к поверхности ферритовых деталей. Задача решается тем, что в способе металлизации ферритовой детали, заключающемся в получении электропроводящих элементов на поверхности ферритовой детали путем создания токопроводящего канала между двумя электродами в защитновосстановительной среде, при этом для создания токопроводящего канала одновременно подают на электроды высоковольтный разряд напряжением от 10 до 20 кВ и силой тока от 1 до 3 мА и низковольтный разряд напряжением от 20 до 50 В и силой тока от 0,5 до 5 А, а в качестве защитно-восстановительной среды используют трансформаторное масло. Одновременная подача на электроды высоковольтного и низковольтного разрядов обеспечивает формирование стабильного комбинированного разряда, позволяющего одновременно производить маломощный электрический пробой феррита с наложением более мощного низковольтного разряда и в результате получить стабильный металлизированный слой. Напряжение высоковольтного разряда менее 10 кВ и сила тока менее 1 мА не позволяют осуществить устойчивый поверхностный пробой феррита, а при напряжении более 20 кВ и силе тока более 3 мА происходит разрушение образца. При напряжении низковольтного разряда менее 20 В и силе тока менее 0,5 А не удается получить качественный токопроводящий канал на поверхности ферритового образца, а при напряжении более 50 В и силе тока более 5 А происходит растрескивание феррита. Пример 1. Проводили металлизацию на ферритовом кольце марки М 400 НН (20128 мм) путем восстановления металла из феррита посредством установки двух медных неподвижных,подпружиненных электродов с промежутком 3 мм, расположенных перпендикулярно осевой линии кольца. Систему погружали в трансформаторное масло, подавали на электроды напряжение от двух источников УПУ 1 М (11 кВ, 3 мА) и ВСА-4 к (20 В, 2 А) и производили вращение кольца со смещением по винтовой линии. При этом образовалась однослойная обмотка катушки индуктивности с индуктивностью 30-50 мкГн при количестве витков 9 с шагом 0,6 мм и шириной токопроводящих дорожек 0,2 мм. 12573 1 2009.10.30 Пример 2. Проводили металлизацию на ферритовой пластинке марки М 1000 НМ (80205 мм) путем установки на плоскость пластинки двух медных электродов с промежутком 2 мм. Конструкция погружалась в трансформаторное масло, подавали постоянное напряжение 11(сила тока 3 мА) и 45 В (сила тока 2 А) и производили прямолинейное перемещение электродов. Образованная металлическая дорожка путем восстановления металла из окислообразующих элементов феррита имела длину 50 мм, ширину 1 мм и сопротивление постоянному току 8,2 Ом. Источники информации 1. А.с. 850756, МПК 25 5/5.- Б.И.28.- 1981. 2. А. с. 986694, МПК 23 1/00.- Б.И.1.- 1983. 3. А. с. 1549940, МПК 04 41/88.- Б.И.10.- 1990. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3