Нові типи склокерамічних матеріалів для електронних систем

Abstract

Проаналізовано ріст та основні тенденції розвитку світового ринку передових матеріалів для електроніки та електричної техніки, які вказують на динамічний розвиток із середньорічним темпом приросту на рівні 17 % та інтенсивний ріст попиту на надійні, ефективні і стійкі функціональні керамічні та скломатеріали. Розглянуто основні види та властивості керамічних та скломатеріалів електротехнічного призначення та перспективи їх розвитку. Визначено актуальність розробки склокерамічних матеріалів нового покоління для задоволення потреб електронної та електротехнічної промисловості, зокрема засобів зв’язку, портативних комп’ютерів, датчиків, систем озброєння тощо. Встановлена перспективність створення принципово нових аспектів синтезу матеріалів придатних до формування методами мультиматеріального адитивного виробництва компактних електронних систем стійких до дії екстремальних факторів (удар, швидкісний нагрів тощо). Обґрунтовано вибір літійалюмосилікатних стекол для одержання склокерамічних матеріалів з самоорганізованою структурою з урахуванням аспектів ресурсо- та енергозбереження. Розроблено основні принципи при створенні нових типів наноструктурованих склокерамічних матеріалів для електронних систем. Імплементація розроблених принципів дозволить забезпечити вітчизняний ринок конкурентоспроможними виробами за рахунок зниження їх вартості та знизить імпортозалежність у галузі ІТ-технологій, приладо- та машинобудуванні, електроніки та електротехніки. Визначено конкурентоздатність нових типів склокерамічних матеріалів та їх значення для розвитку науки, техніки та промисловості.The growth and main trends in the development of the global market of advanced materials for electronics and electrical engineering are analyzed, which indicate dynamic development with an average annual growth rate of 17% and intensive growth in demand for reliable, effective and stable functional ceramic and glass materials. The main types and properties of ceramic and glass materials for electrical purposes and the prospects for their development are considered. The relevance of developing new generation glass-ceramic materials to meet the needs of the electronic and electrical industry, in particular communications equipment, portable computers, sensors, weapons systems, etc., has been determined. The prospects for creating fundamentally new aspects of the synthesis of materials suitable for forming compact electronic systems resistant to extreme factors (impact, rapid heating, etc.) by multi-material additive manufacturing methods have been established. The choice of lithium aluminosilicate glasses for obtaining glass-ceramic materials with a self-organized structure has been justified, taking into account the aspects of resource and energy conservation. The main principles for creating new types of nanostructured glass-ceramic materials for electronic systems have been developed. The implementation of the developed principles will allow providing the domestic market with competitive products by reducing their cost and will reduce import dependence in the field of IT technologies, instrument and mechanical engineering, electronics and electrical engineering. The competitiveness of new types of glass-ceramic materials and their significance for the development of science, technology and industry have been determined.