Повідомлення про захист дисертації

11 червня 2008 року на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.182.01 при Інституті електрозварювання ім. Є.О.Патона НАН України відбудеться захист дисертації Прибитько І.О. на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 - «Зварювання та споріднені процеси і технології».

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ІЕЗ ім. Є.О.Патона НАН України за адресою: 03680, м. Київ, вул. Боженка,11.

АНОТАЦІЯ

Прибитько І.О. Розробка методів оцінки та зниження залишкових напружень в датчиках тиску. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 – «Зварювання та споріднені процеси і технології». – Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, Київ, 2008.

Дисертація присвячена зниженню рівня внутрішніх напружень в метало-скло-кремнієвих вузлах датчиків неелектричних величин з метою підвищення рівня експлуатаційних показників. За допомогою розробленої методики розрахунку напружено-деформованого стану багатокомпонентних вузлів датчиків тиску проведено моделювання напружено-деформованого стану у зварно-паяних конструкціях різної конфігурації на етапі виготовлення та експлуатації та встановлено, що зниження рівня максимальних напружень розтягу в кремнієвій мембрані та ізоляторі досягається варіюванням геометрії кремній-скло-коварових з'єднань.

Установлено, що для забезпечення заданих метрологічних характеристик перетворювачів вузол датчика необхідно проектувати таким чином, щоб товщина чутливого елементу та товщина та висота скляного ізолятора були мінімальними, а товщини проміжного скляного елемента та металевого корпусу максимальними.

Характер прикладеного навантаження та геометрична неоднорідність в зоні зварних з’єднань у вигляді дефектів тріщиноподібного вигляду має вплив на виникаючий напружений стан під час експлуатації та може виявитися небезпечною з точки зору міцності зварних скло-кремнієвих з’єднань при роботі кремнієвої мембрани на відрив. З використанням підходів сучасної механіки руйнування досліджено вплив дефектів, пов’язаних із недосконалістю обробки скляних деталей під зварювання.

На основі досліджень напружено-деформованого стану зварно-паяних з'єднань запропоновано основні принципи раціонального конструктивного оформлення вузлів датчиків тиску

Ключові слова: зварювання в твердій фазі в електростатичному полі, паяння, напівпровідниковий датчик тиску, кремній, скло, ковар, багатокомпонентний вузол, власні напруження, комп’ютерне моделювання, метод скінченних елементів, міцність з’єднань, крихке руйнування.

ABSTRACT

Prybytko I.O. Development of methods of estimation and decrease of residual stress in pressure sensors. – Manuscript.

The thesis for a scientific degree of the Candidate of Science (Engineering) by specialty 05.03.06 – Welding and related processes and technologies. – The E.O. Paton Electric Welding Institute of National Academy of Science of Ukraine, Kyiv, 2008.

Dissertation is devoted to the decrease of level of internal stress in metal-glass-silicon joints of sensors of non-electric values with the purpose of increase of level of operating characteristics. Modelling of stressed-deformed state of the welded-soldered constructions of different configuration during the stage of production and exploitation is conducted using the developed method of computation of the stressed-deformed state of multicomponent joints of pressure sensors. It is determined that decrease of level of maximal tension stress in a silicic membrane and insulator is achieved by varying of geometry of silicon-glass-kovar junctions.

It is determined that for guaranteeing of given metrological characteristics of converter the joint of sensor must be designed with minimal thickness of sensor element and minimal thickness and height of glass insulator and maximal thickness of intermediate glass element and metallic case.

Character of the applied loading and geometrical heterogeneity in form of crack-like defects in the area of welded joints influence stressed state during exploitation. This heterogeneity can be dangerous from the point of view of strength of welded silicon-glass joints during work of silicic membrane on tearing. Influence of defects, caused by imperfection of treatment of glass details under welding, is analyzed with the help of approaches of classic mechanics and modern mechanics of destruction.

Basic principles of rational structure of joints of pressure sensors are offered on the basis of research of stressed-deformed state of welded-soldered junctions.

Keywords: solid phase welding in electrostatic field, soldering, semiconductor pressure sensor, silicon, glass, kovar, multicomponent joint, weld stress, computer modelling, finite-element method, joint strength, brittle fracture.