Получение способом электронно-лучевого осаждения высокопрочных термочувствительных биметаллических фольг инвар/медь

Abstract

Термочувствительные биметаллические фольги, состоящие из слоев материалов с разными коэффициентами термического расширения, изготовляют путем прокатки этих материалов и их соединения. Термочувствительность фольги определяется материалами, которые входят в ее состав, и ее общей толщиной. Традиционный подход к изготовлению биметаллической фольги накладывает ограничения на возможности получения ее малой толщины с повышенной термочувствительностью. Важным, с точки зрения практического использования, является повышение прочности таких фольг. В работе рассмотрена возможность изготовления электронно-лучевым осаждением в вакууме биметаллических фольг на основе инварного сплава Fe–Ni–Сo и меди за один технологический цикл. Для повышения прочности материалов, которые входят в состав биметаллической фольги, их осаждение проводили при условии получения слоя инварного сплава Fe–Ni–Сo в нанострутурном состоянии и слоя меди с нанодвойниковой субструктурой. Показано, что путем вариации времени осаждения материалов можно получить высокопрочные наноструктурные биметаллические фольги толщиной от 20 до 110 мкм.

Термочутливі біметалеві фольги, що складаються з шарів матеріалів з різним коефіцієнтом термічного розширення, виготовляють шляхом прокатки цих матеріалів та їх з’єднання. Термочутливість фольги визначається матеріалами, що входять до її складу, і її загальною товщиною. Традиційний підхід до виготовлення біметалевих фольг накладає деякі обмеження на можливість отримання її малої товщини з підвищеною термочутливістю. Важливим, з точки зору потенційного практичного застосування, є підвищення міцності таких фольг. В роботі розглянута можливість виготовлення за один технологічний цикл електронно-променевого осадження у вакуумі біметалевих фольг на основі інварного сплаву Fe–Ni–Сo і міді. Для підвищення міцності матеріалів, які входять до складу біметалевої фольги, їх осадження проводили в умовах отримання шару інварного сплаву Fe–Ni–Сo в наноструктурному стані і шару міді з нанодвійниковою субструктурою. Показано, що шляхом варіації часу осадження матеріалів можна отримати високоміцні біметалеві фольги товщиною від 20 до 110 мкм.

Thermosensitive bimetal foils, consisting of layers of materials with different coefficients of thermal expansion, are manufactured by rolling of these materials and their joining. The thermal sensitivity of foils is determined by materials, which are included in its composition and its total thickness. The traditional approach to the manufacture of bimetal foil implies limitations for its producing of a small thickness with a higher thermal sensitivity. The increase in strength of these foils is important from the point of view of a practical application. The work considers the possibility of manufacture of bimetal foils on the base on invar alloy Fe–Ni–Co and copper by electron beam deposition in vacuum per one technological cycle. To increase the strength of materials, included into bimetal foil composition, their deposition was performed at the condition of producing the layer of invar alloy Fe-Ni-Co in a nanostructured state and a copper layer with a nanotwinned substructure. It is shown that by varying the time of deposition of materials it is possible to produce the high-strength nanostructured bimetal foils of thickness from 20 up to 100 μm.