Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия:

Д. В. Масайло, ведущий инженер, эл. почта: dmasaylo@gmail.com
В. Ш. Суфияров, ведущий научный сотрудник

Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей», Санкт-
Петербург, Россия:

Т. В. Песков, ведущий инженер

В работе представлены исследования физико-механических и электрофизических свойств литых микропроводов в стеклянной изоляции на основе меди. Описана технология их получения, которая заключается во взвешенной плавке металла токами высокой частоты с последующим заполнением капилляра, вытягиваемого из размягченной стеклянной трубки, и его активной закалке со скоростями до 106 К^–1. Показано, что основной несущей составляющей микропроводов диаметром менее 40 мкм является стеклянная изоляция. Место разрыва носит характер хрупкого излома. Для медных микропроводов с диаметром жилы более 40 мкм разрыв стеклянной изоляции не приводит к разрыву микропровода и при определенных нагрузках вызывает пластическое течение металлической жилы. В месте разрыва наблюдается образование локального сужения — шейки. Построены эпюры напряжений в стеклянной изоляции и в системе «металл – стекло», возникающих при закалке и термической усадке соответственно. С помощью модернизированного полярископа путем измерения двойного лучепреломления плоскополяризованного света определены напряжения в стеклоизоляции для разных отношений диаметра микропровода к диаметру жилы. Определены и составлены рекомендации по оптимальному соотношению диаметров стекла и жилы с точки зрения механических характеристик микропровода из медных сплавов. Это соотношение лежит в пределах 1,15–1,27. Установлено, что легирование небольшим количеством хрома (не более 1 % (мас.)) увеличивает механические характеристики медного микропровода без ухудшения электрофизических свойств.

1. Бадинтер Е. Я. Литой микропровод в приборостроении. — Кишинев : ELIRI, S. A., 2002.
2. Gorriti A. G., Marin P., Cortina D., Hernando A. Microwave attenuation with composite of copper microwires // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2010. Vol. 322, No. 9. P. 1505–1510.
3. Brambilla G. Optical fibre nanowires and microwires: a review // Journal of Optics. 2010. Vol. 12. No. 4. DOI: 10.1088/2040-8978/12/4/043001.
4. Кашкаров А. Фото- и термодатчики в электронных схемах. — М. : Альтекс, 2004. — 223 с.
5. Nihan Tuncer, Lei Qiao. Thermally induced martensitic transformations in Cu-based shape memory alloy microwires // Journal of Materials Science. Vol. 50. P. 7473–7487.
6. Han M., Liang D., Deng L. Fabrication and electromagnetic wave absorption properties of amorphous Fe79Si16B5 microwires // Applied Physics Letters. 2011. Vol. 99, No. 8. P. 082503.
7. Qin F. X., Peng H., Chen Z., Wang H., Zhang J. W., Hilton G. Optimization of microwire/glass-fibre reinforced polymer composites for wind turbine application // Applied Physics A. 2013. Vol. 113, No. 3. P. 537–542.
8. Масайло Д. В., Кузнецов П. А., Фармаковский Б. В. Высокопрочные литые микропровода для армирования конструкционных композитов // Металлообработка. 2012. № 4. C. 23–27.
9. Бадинтер Е. Я. Литой микропровод его свойства. — Кишинев : Штиинца, 1973.
10. Масайло Д. В., Фармаковский Б. В., Кузнецов П. А., Мазеева А. К. Литые микропровода в стеклянной изоляции из сплавов на основе меди с минимальным температурным коэффициентом сопротивления // Вопросы материаловедения. 2013. № 3 (75). C. 81–88.
11. Пух В. П. Прочность и разрушение стекла. — Л. : Наука, 1973. — 23 с.
12. Abdulmajeed A. A. et al. The effect of high fiber fraction on some mechanical properties of unidirectional glass fiber-reinforced composite // Dental materials. 2011. Vol. 27, No. 4. P. 313–321.
13. Инденбом В. Я., Никитенко В. И., Милевский Л. С. Поляризационно-оптический анализ структуры кристалла // ФТТ. 1962. Т. 4, вып. 1. С. 231–235.
14. Степанов В. А., Ходаков Л. Г. Измерение остаточных напряжений в закаленных стеклах механическим методом // в сб. Некоторые проблемы прочности твердого тела. — М., Л. : АН СССР, 1959. С. 348–356.
15. Кашпар Ф. Термобиметаллы в электротехнике. — М. : Госэнергоиздат, 1961. — 448 с.
16. Кабанов Н. С. Сварка на контактных машинах. — М. : Высш. школа, 1973. — 255 с.