Секрет прочности: ученые пересобрали датчики для ракет
Ученые из Пензенского государственного университета вместе с коллегами из Казахстана придумали, как улучшить технологию создания датчиков для авиации и космической отрасли.
Их изобретение делает процесс проще, дешевле и надежнее. Уже есть первые образцы, а на технологию получили Евразийский патент.
Датчики, которые измеряют давление, ускорение, вибрацию и другие параметры, используются в ракетах, самолетах и военной технике. Они должны быть очень прочными, потому что работают в экстремальных условиях: выдерживают высокие температуры, вибрацию и удары. Сейчас для их производства используют дорогие материалы, такие как золото, серебро, сапфир и сверхчистый кремний. Кроме того, процесс сборки сложный и требует много времени.
Петр Михайлов, один из разработчиков, профессор ПГУ, объяснил, что главная проблема — это соединение чувствительных элементов с кристаллами. Обычно их паяют или склеивают при высоких температурах, но это не всегда дает стабильный результат.
Новая технология позволяет отказаться от дорогих материалов и сложных процессов. Ученые предлагают соединять детали с помощью электростатики, нагрева и сжатия. Вместо золота и сапфира они используют алюмооксидную керамику, кремний и стекло.
Вот как это работает:
- На сапфировую подложку наносят пленку кремния.
- Лазером превращают ее в монокристаллическую структуру.
- На поверхность наносят металлическую пленку.
- Сверху добавляют стеклянную пластину, подготовленную специальным методом.
- Все это нагревают до 200–350 градусов и пропускают электричество.
- В итоге получается прочное соединение, которое выдерживает экстремальные условия.
- Весь процесс занимает всего час, тогда как раньше на это уходило 3–4 часа.
Ученые уже создали около десяти прототипов. Тесты показали, что датчики работают без ошибок. Их стоимость будет в пять раз ниже — около 10 тысяч рублей. Сейчас исследователи обсуждают сотрудничество с российскими производителями измерительной техники.
Ранее казанские ученые решили проблему углеродистого надета в двигателях.
Источник новости и фото: ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет».