Ученые Томского государственного университета приступили к разработке отечественного сырья для производства низкотемпературной спекаемой керамики. Данная технология активно применяется в производстве СВЧ-устройств, применяемых в телекоммуникациях, медицине, автомобильной, военной и космической технике.
В настоящее время в России используется исключительно зарубежное сырье. Лидерами по поставкам «сырой» керамики в нашу страну являются компании Dupont (США), Ferro (Германия) и MARUWA (Япония). Разработка исследователей ТГУ позволит российским производителям получить независимость от импорта и зарубежных поставщиков.
При производстве сырья иностранные компании используют порошковые технологии. В этой области у исследователей ТГУ есть большой научный задел. За последние десятилетия они создали ряд собственных технологий получения нано-и субмикронных порошков. Такая технология, в частности, имеется в НИИ ПММ ТГУ в лаборатории Юрия Бирюкова. В 2014 году исследователи Томского государственного университета выиграли ФЦП «Прикладные научные исследования в области низкотемпературной керамики на основе микронных, субмикронных и наноразмерных порошковых составов» (руководитель работы проректор ТГУ по науке Иван Ивонин).
«Сырая» керамика, (соответственно и запеченная), должны отвечать большому количеству требований, в частности, иметь высокую прочность, плотность, герметичность, низкий коэффициент теплового расширения и т.д.
– Особенностью технологии низкотемпературной совместно спекаемой керамики является то, что полупроводники наносятся на листы толщиной менее 0,1 миллиметра, затем производится сборка модуля, представляющего собой многослойный «бутерброд», – рассказывает заведующий лабораторией исследования конструкций из композиционных материалов НИИ ПММ ТГУ, д.ф.-м.н. Сергей Пономарев. – Для фиксации структуры он запекается в печи для обжига при температуре менее 900°C. Для сравнения – спекание обычной керамики происходит при температуре от 1200 градусов и более.
По словам ученых ТГУ, работающих над созданием отечественного сырья, основой для него выбран оксид алюминия, обладающий хорошими электрофизическими свойствами. Другие необходимые свойства, такие как эластичность, герметичность и другие будут получены за счет применения модифицирующих добавок и составления различных композиций порошковых материалов. Готовый продукт ученые планируют представить при завершении работы по ФЦП.
Добавим, что благодаря возможности создания 3D-структур, высокопроводящих соединений и встроенных пассивных компонентов низкотемпературная керамика особенно востребована в тех областях, где используются сложные электронные системы, требуются высокая производительность и надёжность.