Способ приготовления пасты для металлизации керамики

Изобретение относится к технологии приготовления пасты для металлизации керамики и может быть использовано для формирования токопроводящих покрытий на керамике в электронной промышленности и других отраслях народного хозяйства. Технический результат изобретения - создание способа приготовления пасты, обладающей кинетической и агрегативной устойчивостью за счет получения стабильно-взвешенной структуры. Технический результат достигается тем, что после соединения и перемешивания твердых частиц в жидкой среде до взвешенного состояния пасту помещают в токопроводящую емкость, опускают в нее электрод и производят обработку высоковольтным электрическим разрядом с удельной энергией 2-2,5 Дж/см³ при напряжении не менее 10 кВ. 1 ил.

 

Изобретение относится к технологии приготовления суспензий, в частности пасты для металлизации керамики, которая используется для формирования токопроводящих покрытий на керамике в электронной промышленности, а так же может быть использована в других отраслях народного хозяйства.

В практике приготовления суспензий, в частности паст для металлизации керамики, для поддержания ее агрегативно устойчивого состояния (исключение оседания и расслаивания) в процессе технологического цикла применяют способы постоянного механического перемешивания или химические способы - путем введения пептизаторов и поверхностно - активных веществ (ПАВ).

Известен способ приготовления суспензий, заключающийся в соединении и перемешивании твердого наполнителя с жидкой связующей средой, в котором для стабилизации взвешенного состояния суспензии используют пептизирующие вещества, такие как уксусная, муравьиная кислоты или триметиламины (см. Эспе В. Технология электровакуумных материалов. - М.: Энергия, 1969 г.).

Однако химические способы поддержания агрегативно-устойчивого состояния применяются в основном в коллоидных системах, а суспензии, как правило, требуют постоянного механического перемешивания. Кроме того, вышеуказанные пептизаторы имеют достаточно высокую токсичность.

Известен способ приготовления суспензий для металлизации на основе порошков Мо и Mn или их окислов. Полученную суспензию ставят на длительную выдержку, в результате которой суспензия приобретает пластичность, обеспечивающую высококачественную металлизацию и предупреждающую тиксотропию (см. пат. Японии №22182-43, кл. 12 В 24, опубл. 1969 г.).

Недостатком известного способа является то, что суспензии в процессе работы с ними также требуют постоянного механического перемешивания, что значительно усложняет автоматизацию технологических процессов, а так же достижение стабильности и требуемой точности металлизации покрытий.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ приготовления пасты для металлизации керамики, заключающийся в соединении и перемешивании мелкодисперсных металлических порошков и органического связующего - биндера (см. Батыгин В.Н. и др. "Вакуумно-плотная керамика и ее спаи с металлами", Москва: Энергия, 1973 г., (409 с.) стр.294-296) - прототип.

Недостатком известного способа приготовления пасты является то, что он не обеспечивает достаточно высокой кинетической и агрегативной устойчивости.

Задачей изобретения является создание способа приготовления пасты для металлизации керамики обладающей кинетической и агрегативной устойчивостью.

Технический результат будет достигнут за счет получения пасты со стабильно-взвешенной структурой.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе приготовления пасты для металлизации керамики, включающем соединение и перемешивание металлических порошков и биндера, пасту помещают в токопроводящую емкость, опускают в нее электрод и производят обработку высоковольтным электрическим разрядом с удельной энергией 2-2,5 Дж/см³ при напряжении не менее 10 кВ.

Обработка пасты для металлизации керамики высоковольтным электрическим разрядом повышает ее устойчивость к оседанию, исключает расслоение и комкование, повышает ее агрегативность.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно - техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из уровня техники, поскольку из уровня техники не выявлено влияние высоковольтного электрического разряда на пасту для металлизации керамики таким образом, что повышается ее кинетическая и агрегативная устойчивость.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На чертеже представлена схема реализации способа приготовления пасты.

1 - источник высоковольтного напряжения;

2 - накопитель энергии;

3 - коммутирующее устройство;

4 - электрод;

5 - токопроводящая емкость.

Способ осуществляют следующим образом:

После соединения и перемешивания твердых частиц в жидкой среде до взвешенного состояния пасту помещают в токопроводящую емкость 5. Накопленная энергия в накопителе энергии 2 от источника высоковольтного напряжения 1 коммутирующим устройством 3 подается на электрод 4, расположенный в токопроводящей емкости5. В результате с электрода 4 на корпус токопроводящей емкости 5 происходит электрический разряд, возникают электрические, магнитные и гидродинамические поля, а также ультрафиолетовое излучение. Действие этих полей и ультрафиолетового излучения так преобразуют на молекулярном уровне систему взаимодействия составляющих компонентов пасты, что она приобретает свойство устойчивой взвеси.

Так, например, при обработке пасты для металлизации керамики, состоящей из молибдена - 80 вес.ч., марганца - 20 вес.ч., кремния - 5 вес.ч. и биндера (раствор микроклетчатки в изомиловом эфире) - от 30 до 40 мл на 100 г порошка электрическим разрядом с удельной энергией 2 Дж/см и напряжением 10 кВ получена устойчивая взвешенная структура. Сохранение этого свойства во времени во много раз (сотни часов) выше, чем у пасты без обработки электрическим разрядом.

Величина напряжения выбрана из условия получения электрического разряда (пробоя) с электрода на корпус емкости через слой пасты. Эта величина зависит от состава пасты и ее объема, но практически достигнуть устойчивый разряд (пробой) с напряжением менее 10 кВ не всегда удается.

Величина удельной энергии определяется составом пасты и качеством достигаемого результата. Проведенные эксперименты показали, что удельной энергии 2 Дж/см³ достаточно для получения качественных характеристик пасты. Дальнейшее увеличение удельной энергии более 2,5 Дж/см³ практически не меняет достигнутых результатов.

Проведенные испытания металлизационных покрытий на керамике показали, что их прочность осталась прежней, а стабильность наносимого слоя по толщине может быть достигнута значительно выше, так как упрощается решение задач по автоматизации этих процессов. Кроме того, трудоемкость существующих процессов при использовании данного способа также значительно уменьшается, а возможность длительного хранения пасты сокращает расходы материалов.

Приведенные выше сведения показывают, что заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Способ приготовления пасты для металлизации керамики, включающий соединение и перемешивание металлических порошков и биндера, отличающийся тем, что пасту помещают в токопроводящую емкость, опускают в нее электрод и производят обработку высоковольтным электрическим разрядом с удельной энергией 2-2,5 Дж/см³ при напряжении не менее 10 кВ.