 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )
|
Реактивная многослойная фольга представляет собой класс реактивных материалов , иногда называемых пиротехническим инициатором двух взаимно реагирующих металлов, распыляемых с образованием тонких слоев , образующих ламинированную фольгу . [1] При инициировании тепловым импульсом, доставляемым перемычкой , лазерным импульсом, электрической искрой , пламенем или другими способами, металлы подвергаются самоподдерживающейся экзотермической реакции , образуя интерметаллическое соединение. Реакция протекает только в твердой и жидкой фазах без выделения газа.
Одним из конкретных видов таких материалов является многослойная алюминий-никелевая фольга, из которой производится (NiAl). Другие аналогичные материалы, состоящие из алюминия- титана или титан- аморфного кремния , используются для соединения материалов реактивным соединением . Другая подобная интерметаллических композиция , используемая в пиротехнике является титан - бор и алюминий - палладий ( «Pyrofuze»).
Эти пленки изготавливаются различной толщины, например 60, 80, 100 и 150 микрометров. Скорость распространения фронта пламени обычно составляет 7,5–9 м / с. Температура реакции может достигать 1500 ° C в течение миллисекунды. Выделяемая энергия составляет примерно от 1200 до 1300 джоулей на грамм. [2] Скорость и температуру реакции можно контролировать, регулируя толщину слоев. Типичная толщина составляет 50 нм на бислой. [3] Тонкие слои максимизируют контакт между металлом и снижают энергию активации реакции, обычно слишком высокую, чтобы позволить реакцию между массивным алюминием и массивным никелем. Слои наносятся последовательным распылением поочередно никеля и алюминия.
Алюминид никеля воспламеняется при нагревании до 250 ° C со скоростью не менее 200 ° C / мин. Более медленный нагрев приведет к отжигу материала, что приведет к потере его пиротехнических свойств. Для электрического инициирования достаточно кратковременного контакта при 10 А / 5 В; для омического контакта требуется 120-150 ампер для контакта диаметром 15 мкм и 250-300 А для контакта 300 мкм. [4] Его также можно поджечь от термобумаги. Когда фронт пламени достигает края материала, частицы расплавленного металла могут выбрасываться, вызывая пустоты в связке; этого можно избежать путем одновременного воспламенения с нескольких сторон, так что фронты пламени встречаются посередине, ограниченные подложками. [5]
Фольгу можно как разрезать, так и поджигать лазером . Ширина импульса и мощность определяют, будет ли материал разрезаться или инициироваться. [2] Часто используется для пайки и пайки в качестве источника тепла. При размещении между соединяемыми компонентами либо с фольгой из припоя с каждой стороны, с использованием компонентов с предварительно нанесенным припоем, либо с использованием фольги, покрытой припоем, он равномерно передает значительное количество тепловой энергии по всей площади, расплавляя припой и только локально. нагрев поверхности подложек, снижение тепловой нагрузки на компонент по сравнению с пайкой / пайкой в печи. Приложенное извне равномерное давление во время реакции и охлаждения обеспечивает хорошее однородное соединение без пустот. [4] Существенно разнородные материалы могут быть соединены без трещин: полупроводники, металлы, керамика и полимеры. [3] Энергия выделяется очень локально, без значительного нагрева основной части подложки, что уменьшает проблемы с несоответствием коэффициентов теплового расширения материалов и позволяет их соединять при комнатной температуре.
Использует [ редактировать ]
Процесс соединения может быть использован при сборке электроники , прикреплении кристалла к радиаторам, где требуется высокая температурная стабильность (например, мощные светодиоды или концентрированные фотоэлектрические солнечные панели , спайка слоев композитных броневых пластин, соединение больших мишеней для распыления из керамики или тугоплавкие металлы, в которых нельзя использовать обычные припои на основе индия , и другие области применения, где необходимо создать однородное соединение на большой площади. [6]
Фольгу можно использовать в качестве пиротехнического источника тепла , замены хлората калия / железных гранул, для тепловых батарей . Он реагирует быстрее, чем обычный состав, достигает более высоких температур, а тепловые буферы из инертного металла (например, стали) необходимы для снижения пиковой температуры и продления теплопередачи. [7] Их также можно использовать в качестве пиротехнических инициаторов с электрическим инициированием , например, для воспламенения твердого топлива и в ложных факелах . Их можно использовать в оружии в качестве реактивных материалов , усиливая доставку энергии к целям снарядами или их осколками.
См. Также [ править ]
- Реактивный материал
- Нанотермит
Ссылки [ править ]
- ^ http://www.quadsimia.com/ , Интернет-решения Quadsimia -. «NanoFoil производства Indium Corporation» . Indium Corporation .
- ^ a b «Блоги NanoFoil® - Indium Corporation» . blogs.indium.com .
- ^ a b Отдел, Издательская группа в Интернете, Техническая информация. «S&TR - Октябрь 2005: Нанофойл с меньшими затратами» . www.llnl.gov .
- ^ a b http://www.quadsimia.com/ , Интернет-решения Quadsimia -. "Indium Corporation Глобальный поставщик припоев для сборки электроники" . Indium Corporation .
- ^ "- Блоги Indium Corporation" . blogs.indium.com .
- ^ «NanoFoil® - Блоги Indium Corporation» . blogs.indium.com .
- ^ http://armyscienceconference.com/manuscripts/H/HP-08.pdf
