Статья 10216

Название статьи

ПРИМЕНЕНИЕ РЕНТГЕНОВСКОЙ МИКРОТОМОГРАФИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОРИСТОСТИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

Авторы

Нищев Константин Николаевич, кандидат физико-математических наук, доцент, директор Института физики и химии, Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева (Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68), nishchev@inbox.ru
Новопольцев Михаил Ильич, кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра общей физики, Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева (Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68), novopol@inbox.ru
Мамин Бари Фяттяхович. кандидат технических наук, ведущий инженер, кафедра общей физики, Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева (Россия, г. Саранск, ул. Большевистская, 68), barisfmamin@rambler.ru
Елисеев Вячеслав Васильевич, кандидат технических наук, заместитель генерального директора, ОАО «Электровыпрямитель» (Россия, г. Саранск, ул. Пролетарская, 126), martin@moris.ru
Мартыненко Валентин Александрович, директор Научно-инженерного центра силовых полупроводниковых приборов, ОАО «Электровыпрямитель» (Россия, г. Саранск, ул. Пролетарская, 126), martin@moris.ru

Индекс УДК

539.217.1

DOI 

10.21685/2072-3040-2016-2-10

Аннотация

Актуальность и цели. Эксплуатационные характеристики и надежность силовых полупроводниковых приборов (СПП) определяются как качеством электрически активного полупроводникового элемента, так и свойствами материала термокомпенсатора (ТК), обеспечивающего снижение уровня термомеханических напряжений в конструкции прибора. ТК, являясь одним из электродов СПП, служит также для отвода тепла, выделяющегося в процессе эксплуатации прибора. Исследования, направленные на поиск новых материалов, обеспечивающих необходимый комплекс функциональных характеристик ТК, являются актуальными. Проведенными ранее исследованиями установлено, что перспективными материалами ТК СПП могут быть металломатричные композиционные материалы (МКМ). Важнейшим параметром, определяющим функциональные характеристики ТК из МКМ, является пористость композиционного материала. Целью работы является исследование возможностей рентгеновской микротомографии для получения информации о распределении пористости в МКМ, применяемых для изготовления ТК СПП.
Материалы и методы. Метод рентгеновской микротомографии был при-менен для исследования пористости ТК СПП, изготовленных из металломат-ричного композиционного материала AlSiC. Эксперименты проводились с применением рентгеновского микротомографа SkyScan 1172.
Результаты. Предложен метод анализа распределения пористости в МКМ, применяемых для изготовления ТК СПП, основанный на математической обработке функции распределения вокселей микротомограмм исследуемых образцов по рентгеновской плотности. Проведены исследования распределения микропористости в термокомпенсаторах СПП, изготовленных из МКМ AlSiC. Установлено, что микропористость в центральной области ТК существенно выше, чем на его периферии, что объясняется недостаточным качеством пропитки центральных областей пористой заготовки МКМ расплавом матричного алюминиевого сплава.

Ключевые слова

силовые полупроводниковые приборы, термокомпенсатор, композиционные материалы, пористость, рентгеновская микротомография.

Скачать статью в формате PDF
Список литературы

1. Novich, B. E. Aluminum/Silicon Carbide (AlSiC) Metal Matrix Composites For Ad-vanced Packaging Applications / B. E. Novich, R. W. Adams // Proceedings of the In-ternational Electronics Packaging Conference, IEPS, 1995 September 24–27. – San Di-ego CA, 1995. – P. 220–227.
2. Каблов, Е. Н. Изготовление, свойства и применение теплоотводящих основа-ний из ММК Al-SiC в силовой электронике и преобразовательной технике / Е. Н. Каблов, В. В. Чибиркин, С. М. Вдовин // Авиационные материалы и техноло-гии. – 2012. – № 2. – С. 20–22.
3. The use of metal-matrix Al-SiC composites in heat-spreading bases of power electronic devices / K. N. Nishchev, M. I. Novopoltsev, V. V. Eliseev, L. A. Emikh, N. E. Fomin, V. A. Yudin, A. N. Afanas’ev-Khodykin // Polymer Science. Series D. Glues and Sealing Materials. – 2012. – Vol. 5, № 3. – P. 195–198
4. Патент № 2261780 Российская Федерация. Способ получения металлического композиционного материала и изделия из него / Каблов Е. Н., Абузин Ю. А., Ма-ринин С. В., Варрик Н. М. – Опубл. 10.10.2005.
5. Исследование физических свойств металломатричного композиционного матери-ала AlSiC / К. Н. Нищев, М. И. Новопольцев, Н. Е. Фомин, В. А. Юдин, Б. В. Ще-танов, В. В. Елисеев, Л. А. Эмих // Известия высших учебных заведений. Поволж-ский регион. Физико-математические науки. – 2011. – № 4 (20). – С. 78–85

 

Дата создания: 31.08.2016 11:05
Дата обновления: 20.10.2016 11:28