RU2044092C1 - Гальванотермомагнитный сплав на основе висмута - Google Patents

Гальванотермомагнитный сплав на основе висмута Download PDF

Info

Publication number
RU2044092C1
RU2044092C1 SU5068218A RU2044092C1 RU 2044092 C1 RU2044092 C1 RU 2044092C1 SU 5068218 A SU5068218 A SU 5068218A RU 2044092 C1 RU2044092 C1 RU 2044092C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
bismuth
antimony
tin
galvanothermomagnetic
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
В.С. Земсков
А.Д. Белая
Ю.С. Белый
С.А. Заякин
Original Assignee
Институт металлургии им. А.А.Байкова РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт металлургии им. А.А.Байкова РАН filed Critical Институт металлургии им. А.А.Байкова РАН
Priority to SU5068218 priority Critical patent/RU2044092C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2044092C1 publication Critical patent/RU2044092C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Изобретение относится к сплавам на основе висмута, предназначенным для изготовления микроэлектронных приборов различного назначения. Гальванотермомагнитный сплав на основе висмута содержит следующие компоненты, мас. сурьма 0,58 2,98; олово 0,00002 0,00012; висмут остальное. Свойства сплава следующие: предел прочности 47,0 - 70,3 МПа, индукция магнитного поля при 150K 0,99 1,05, при 100K - 0,98 1,10. 3 табл.

Description

Изобретение относится к металлургии сплавов на основе висмута, предназначенных для изготовления микроэлектронных приборов различного назначения.
Одним из перспективных применений монокристаллов сплавов на основе висмута, содержащих сурьму в количестве от 1 до 5 ат. (от 0,58 до 2,98 мас.), является использование их в гальванотермомагнитных (ГТМ), работающих на эффекте Эттингсгаузена каскадах твердотельных охлаждающих устройств. Условия их эксплуатации предполагают, что материал охладителя должен выдерживать без разрушения возникающие при работе в нем и в коммутирующих материалах изгибающие термические напряжения.
Недостатком монокристаллов сплавов на основе висмута, содержащих сурьму, является низкая механическая прочность.
Целью изобретения является повышение прочности на изгиб высокоэффективных ГТМ составов сплавов на основе висмута, содержащих сурьму в количестве 0,58-2,98 мас.
Для этого предлагается сплав на основе висмута, содержащий сурьму, в который дополнительно введено олово при следующем соотношении компонентов, мас.
Сурьма 0,58-2,98
Олово 0,00002-0,00012
Висмут Остальное
В качестве основы предлагаемого сплава взят известный двухкомпонентный сплав на основе висмута, содержащий сурьму в количестве 0,58-2,98 мас.
Отличительным признаком заявляемого сплава является наличие в нем третьего компонента олова, взятого в количестве (0,00002-0,00012) вес.
Новизна предлагаемого технического решения заключается в повышении прочности на изгиб предлагаемого состава сплава, по сравнению с известным.
Для опробования предложенного сплава способом вытягивания из расплава по Чохральскому были получены монокристаллы следующих составов, приведенные в табл. 1.
При получении монокристаллов использовали висмут марки ВИ-0000, прошедший капельную очистку в вакууме, сурьму ОСЧ-18-4 и олово ВЧ. Методики механических испытаний, резки, обработки поверхности образцов, их размеры и кристаллографическая ориентация полностью соответствовали использованным в прототипе. ГТМ добротность материала, характеризующую рабочие параметры изготовленного из него охладителя (КПД и холодопроизводительность), измеряли методом Хармана.
Пределы прочности ( σв) образцов опробованных составов предлагаемого сплава и образцов известного двухкомпонентного сплава на основе висмута представлены в табл. 2.
Из данных табл. 2 следует, что σв всех составов предлагаемого сплава имеет значения более высокие, чем значения σв нелегированных сплавов висмута с сурьмой.
Выбор нижнего предела концентрации сурьмы в предлагаемом сплаве (0,58 мас.) определяется тем, что при меньшем ее содержании в сплаве положительное влияние олова на σв не наблюдается. Напротив, происходит уменьшение σв пробного сплава состава 1 по сравнению с соответствующим нелегированным сплавом (табл. 2).
Выбор верхнего предела концентрации сурьмы в предлагаемом сплаве (2,98 мас. ) определяется тем, что при увеличении ее содержания с 1,18 до 2,98 и далее до 3,58 мас. прирост предела прочности ( σв) легированных сплавов по сравнению с нелегированными уменьшается с 30 до 12 и далее до 3% соответственно (табл. 2). В результате различие σв пробного сплава состава 7, содержащего 3,58 мас. сурьмы, от σв соответствующего нелегированного сплава перестает быть значимым, так как оказывается ниже разброса результатов испытаний различных образцов, вырезанных из одного монокристалла. Это свидетельствует о нецелесообразности легирования оловом сплавом висмута, содержащих 3,58 мас. и более сурьмы с целью увеличения их σв.
Выбор предельных концентраций олова в предлагаемом сплаве связан с тем, что добавка олова в количестве 0,00002 мас. является минимальной, при которой обеспечивается достижение поставленной в предлагаемом изобретении цели повышение прочности на изгиб сплавов на основе висмута, содержащих сурьму в количестве от 0,58 до 2,98 мас. включительно, а добавка олова в количестве 0,00012 мас. является максимальной, при которой рост σв сплавов висмут-сурьма не сопровождается уменьшением их ГТМ добротности. Последнее подтверждает представленные в табл. 3 данные (относительная ошибка определения ГТМ добротности использованным методом не превышала 5%).
Влияние столь малых добавок олова на предел прочности на изгиб монокристаллов сплавов на основе висмута, содержащих 0,58-2,98 мас. сурьмы, можно связать со специфической кристаллографической ориентацией малоугловых границ между субструктурными составляющими (блоками) в легированных монокристаллах.
Ослабление влияния олова на σв сплавов висмут-сурьма при увеличении содержания в них сурьмы связано с тем, что увеличение ее содержания в сплавах сопровождается уменьшением их склонности к пластической деформации.
Влияние олова на ГТМ добротность сплавов висмут-сурьма связано с изменением концентрации и кинетических свойств носителей заряда: их подвижности и эффективной массы. Анализ совместного действия этих факторов при легировании сплавов висмут-сурьма оловом позволяет объяснить качественно закономерности изменения их ГТМ добротности при изменении содержания в них легирующей добавки, представленные в табл. 3.
Реализация предлагаемого сплава, обладающего более высокой прочностью на изгиб позволит увеличить выход годного при изготовлении из него электронных приборов, в частности ГТМ охлаждающих устройств, повысить прочность, а следовательно, надежность таких устройств в процессе их эксплуатации, расширить область их применения в тех отраслях народного хозяйства, где к изделиям из монокристаллов сплавов висмута с сурьмой предъявляются требования по механической прочности.

Claims (1)

  1. ГАЛЬВАНОТЕРМОМАГНИТНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ВИСМУТА, содержащий сурьму, отличающийся тем, что он дополнительно содержит олово при следующем соотношении компонентов, мас.
    Сурьма 0,58 2,98
    Олово 0,00002 0,00012
    Висмут Остальное
SU5068218 1992-08-12 1992-08-12 Гальванотермомагнитный сплав на основе висмута RU2044092C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5068218 RU2044092C1 (ru) 1992-08-12 1992-08-12 Гальванотермомагнитный сплав на основе висмута

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5068218 RU2044092C1 (ru) 1992-08-12 1992-08-12 Гальванотермомагнитный сплав на основе висмута

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2044092C1 true RU2044092C1 (ru) 1995-09-20

Family

ID=21616047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5068218 RU2044092C1 (ru) 1992-08-12 1992-08-12 Гальванотермомагнитный сплав на основе висмута

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2044092C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686493C1 (ru) * 2018-08-09 2019-04-29 Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" Магниторезистивный сплав на основе висмута

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Goldsmid H.J. Thermoelectric and thermomagnetic cooling Jdustrial Electronics. 1963, N 8,9, р.441-444, 467-470. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2686493C1 (ru) * 2018-08-09 2019-04-29 Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" Магниторезистивный сплав на основе висмута

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nielsen Improved method for the growth of yttrium-iron and yttrium-gallium garnets
Rachinger et al. Slip in crystals of the caesium chloride type
Chidambaram et al. Development of Au–Ge based candidate alloys as an alternative to high-lead content solders
US6228322B1 (en) Solder alloy composition
EP1231015B1 (en) Lead-free solder and solder joint
Hu et al. Reliability studies of Sn–9Zn/Cu and Sn–9Zn–0.06 Nd/Cu joints with aging treatment
Palenzona et al. The phase diagram of the U Sn system
RU2044092C1 (ru) Гальванотермомагнитный сплав на основе висмута
Levy et al. Effect of structure on the superconducting properties of eutectic alloys
US6649127B2 (en) Lead-free solder material having good wettability
Fouassier et al. Microstructural evolution and mechanical properties of SnAgCu alloys
Liu et al. Properties and microstructure of Sn–0.7 Cu–0.05 Ni lead-free solders with rare earth Nd addition
KR100259319B1 (ko) 박막 자기광학적 기록필름 형성을 위한 고강도, 저투자율의 타겟소재
KR950014423B1 (ko) 구리를 기재로 한 전자부품 구조용의 금속합금
JP2993660B2 (ja) ボンディングワイヤ
KR890010944A (ko) 희귀금속, 철 및 탄소로 구성된 강자성체
Tenhover Superconducting properties of rapidly quenched and heat treated Zr-V and Hf-V foils
JP2001047276A (ja) はんだ材料
JPH10230384A (ja) はんだ材料
RU2041783C1 (ru) Припой для пайки преимущественно меди и сплавов на основе меди
CN114905183B (zh) 一种Bi-Ag-Zn系无铅焊料及其制备方法和应用
RU2552810C1 (ru) Сплав для соединения монокристалла алмаза с металлами
Zeng et al. Effect of suction casting process on microstructure and mechanical properties of Au80Sn20 alloy flake
Miotkowska et al. Structural Properties of Cd _1-x Mg _x Te and Cd _1-xy Mg _x Mn _y Te Crystals
SU1505729A1 (ru) Припой дл пайки изделий электронной техники

Legal Events

Date Code Title Description
REG Reference to a code of a succession state

Ref country code: RU

Ref legal event code: MM4A

Effective date: 20090813