Диффузионные процессы на границе соединения разнородных материалов методом пайки

1. Уважаемые члены государственной аттестационной комиссии, я представляю доклад по теме моей дипломной работы «Диффузионные процессы на границе соединения разнородных материалов методом пайки»
2. В современном мире композитные материалы, благодаря своим свойствам, находят всё большее применение. В частности, материалы на основе спаев стекла и металлов. Данные материалы используются для создания корпусов датчиков, микросхем, электронных элементов. Поэтому, исследование процессов соединения разнородных материалов представляет важную задачу.
3.  Объектом исследования в моей работе является цилиндрический спай стекла с металлом, пример которого вы можете увидеть на слайде. Суть исследования заключалась в изучении математических моделей диффузионных процессов на границе соединения стекла и стали.
4. Основной целью работы являлся подбор модели, описывающей диффузионные процессы в зоне соединения разных материалов максимально приближено к экспериментальным данным, взятым из работы Морковина А.В. Задачи исследования приведены на слайде.
5. В ходе выполнения работы был проведен литературный обзор по теме, рассмотрены последовательно пять краевых задач теории массообмена, проведён анализ численных решений первых 4-х краевых задач.
6. Экспериментальные исследования в диссертационной  работе Морковина А.В. позволяют выделить три типичные схемы развития событий при массопереносе рис .а.б и в. цифрам 1 –соответствует сталь, т.е железо 98%, 2-оксид железа 86%, далее зоны в стекле насыщаемые железом предположительно из оксидного слоя
7. Первой решалась задача о распределении концентрации в слое конечной толщины с ненулевой начальной концентрацией. Целью решения данной задачи было определения порядка диффузионного коэффициента в оксидном слое, который есть с самого начала на металле. Задача была решена аналитически методом Фурье.
8. Графики, полученного аналитического решения оказались нечувствительны к изменению диффузионного коэффициента и скорости потока на  правой границе.
9. Поэтому рассматривалось численное решение уточненной модели (с учетом химической реакции, проходящей в оксидном слое). Данная задача была решена численно при помощи метода прогонки.
10.  Результаты численного решения показывают наиболее близкие к  экспериментальным при следующих  коэффициентах   Д, R и k ?????
11.  Третья модель представляет собой распределение концентрации из слоя конечной толщины с ненулевой начальной концентрацией в слой с нулевой начальной концентрацией. Для этой модели было найдено решение при постоянных диффузионных коэффициентах и при коэффициенте второго слоя, зависящего от концентрации, значение которого вычислялось при помощи соотношения Стокса-Эйнштейна
12.  На слайде приведены графики решения при постоянных коэффициентах диффузии, замечено, что близкими к экспериментальным являются графики При Д1=10-15  и при Д2=10-14  
13. На данном слайде приведены графики решения при коэффициенте D2, рассчитанные через соотношение Стокса-Эйнштейна, замечено, что т.к. порядок Д2=10-16  , для получения соответствия с экспериментальными данными Д1=10-13
14.  Следующая модель представляет распределение концентрации в трёх слоях  с ненулевой начальной концентрацией только в первом слое очень тонком (порядок 1-2 мкм) Задача решалась численно, методом конечных разностей с привлечением метода прогонки и линейного приближения диффузионного коэффициента в слое 3. По существу решение данной задачи аналогично предыдущей с двумя слоями.
15.  На слайде приведены полученные графики численного решения справа наиболее близких к экспериментальной задаче во 2-м слое.
16.  Последней моделью является модель распределения концентрации из конечного слоя с ненулевой начальной концентрацией в бесконечный слой с нулевой начальной концентрацией с учетом условий Стефана, то есть «плавающей» границей. По существу была  только поставлена задача, исследование данной краевой задачи планируется получить при дальнейшей работе по изучению диффузионных процессов при пайке стекла и стали.
17.  И наконец, выводы по теме работы. Рассмотренные в работе  краевые задачи, показали, что постановка в виде двухслойной и трехслойной задачи, а также соотношение для диффузионного коэффициента Стокса-Эйнштейна, могут быть эффективны и позволяют определить порядок диффузионных коэффициентов, что определяет новизну и актуальность данной работы.
18.  Спасибо за внимание.

...