Технологія одержання великогабаритних кремнієвих заготівок для оптико-електронних систем - Автореферат

Кременчуцький університет економіки, інформаційних технологій і управління АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукНауковий керівник - доктор технічних наук, професор Левінзон Давид Іделевич, Класичний приватний університет (м. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент Критська Тетяна Володимирівна, Запорізька державна інженерна академія, професор кафедри електронних систем; кандидат технічних наук, доцент Міхальчук Віктор Ілліч, Кременчуцький університет економіки, інформаційних технологій і управління, проректор з науково-педагогічної і навчально-методичної роботи Захист відбудеться “26” лютого 2010 р. о 12.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К45.124.01 у Кременчуцькому університеті економіки, інформаційних технологій і управління за адресою: 39600, м. З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Кременчуцького університету економіки, інформаційних технологій і управління за адресою: 39600, м.Досягнення останніх десятиліть в області астрономії та лазерної техніки значною мірою стали можливими завдяки створенню нових високоточних оптико-електронних наземних і космічних систем, застосування яких дозволяє ефективно вирішувати ряд наукових, технічних і господарських завдань в галузі астрономії, метеорології, геофізики, геодезії, дослідженні природних ресурсів, контролі стану навколишнього середовища та ін. Серед найбільш перспективних оптичних матеріалів особливе місце посідає кремній, що має набір унікальних фізико-хімічних властивостей у порівнянні з іншими матеріалами. Дисертаційна робота виконана на Казенному підприємстві "Запорізький титаномагнієвий комбінат" (КП "ЗТМК") впродовж 2003...2009 рр. і є продовженням досліджень, що проводилися на КП "ЗТМК" у 1985...2000 рр. в області розробки теоретичних основ, обладнання та технології отримання виробів із кремнію методом лиття. Тематика дисертації безпосередньо повязана з дослідженнями, виконаними автором як відповідальним виконавцем за темами НДР з державною реєстрацією №0105U002572 "Механізми формування структури та фізичних властивостей високочистих високодосконалих кристалів і приладових композицій на їх основі" (2005...2008 рр.) і №0108U008356 "Матеріали, прилади і системи фізичної та біомедичної електроніки" (2009...2014 рр.), відповідає планам науково-дослідницьких робіт КП "ЗТМК" за 2003...2009 рр., а також міждержавному договору про наукове співробітництво з Федеральним державним унітарним підприємством "Науково-виробнича корпорація "ДОІ ім. Набув подальшого розвитку спосіб лиття кремнію в ливарні форми, що підігріваються, у варіанті отримання великогабаритних заготівок як суцільної, так і полегшеної конструкції, який полягає в заливанні розплаву у відкриті графітові ливарні форми заданої конфігурації, проведенні спрямованої кристалізації в кремнієвому гарнісажі з питомою швидкістю кристалізації 0,03...0,9 г/см2?хв. у тепловому вузлі з верхнім теплопідведенням, що, на відміну від відомих технічних рішень, дозволило збільшити діаметр одержуваних виробів до 1000 мм.Аналіз перспектив подальшого розвитку перелічених вище методів за такими критеріями, як збільшення діаметра до 1000 мм; одержання заготівок складної конфігурації суцільної та полегшеної конструкції показав, що найбільші перспективи має метод лиття, який здійснюється заливанням розплаву кремнію у форму, що повторює конфігурацію оптичної заготівки. Другий розділ присвячено розробці методик визначення вмісту водню та питомої швидкості дегазації розплаву кремнію, на основі застосування яких вирішувалось завдання, пов?язане з мінімізацією вмісту раковин. Для знаходження умов дегазації (час, залишковий тиск у камері установки лиття) розплаву кремнію при його витримці у вакуумі необхідно знати питому швидкість дегазації. Через адгезію рідкого кремнію із графітом ливарної форми в певних температурних інтервалах виникає необхідність заливання розплаву при температурі, яка не перевищує температуру кристалізації з обовязковим формуванням кремнієвого гарнісажу по площі контакту розплаву з ливарною формою. Оскільки у формуванні ізотермічних поверхонь на границі тверде-рідке в системі ливарна форма - виливок - нагрівач - теплові екрани визначальна роль належить нагрівальному елементу та оптимальному вибору його параметрів: форми, габаритів і температури поверхні, - у роботі було проведено фізичне моделювання плаского нагрівального елементу опору підігрівного теплового вузла у трьох варіантах: радіальне фрезерування, радіальне Y-подібне фрезерування, фрезерування рівновеликими перерізами.Розроблено методику визначення масової частки водню у вихідних і литих кристалах кремнію методом плавлення в потоці газу-носія для трьох піддіапазонів: 0,004…0,1?10-3;0,1…0,3?10-3;0,3…0,6?10-3% мас включно, за допомогою якої встановлено, що вміст водню у вихідному кремнії залежить від способу одержання і подальшої переробки кремнію та коливається в межах 0,09?10-3…0,45?10-3% мас.

Основний зміст роботи