Применение рентгеновской микротомографии для исследования пористости композиционных материалов силовой электроники

Актуальность и цели. Эксплуатационные характеристики и надежность силовых полупроводниковых приборов (СПП) определяются как качеством электрически активного полупроводникового элемента, так и свойствами материала термокомпенсатора (ТК), обеспечивающего снижение уровня термомеханических напряжений в конструкции прибора. ТК, являясь одним из электродов СПП, служит также для отвода тепла, выделяющегося в процессе эксплуатации прибора. Исследования, направленные на поиск новых материалов, обеспечивающих необходимый комплекс функциональных характеристик ТК, являются актуальными. Проведенными ранее исследованиями установлено, что перспективными материалами ТК СПП могут быть металломатричные композиционные материалы (МКМ). Важнейшим параметром, определяющим функциональные характеристики ТК из МКМ, является пористость композиционного материала. Целью работы является исследование возможностей рентгеновской микротомографии для получения информации о распределении пористости в МКМ, применяемых для изготовления ТК СПП. Материалы и методы. Метод рентгеновской микротомографии был применен для исследования пористости ТК СПП, изготовленных из металломатричного композиционного материала АlSiС. Эксперименты проводились с применением рентгеновского микротомографа SkySсаn 1172. Результаты. Предложен метод анализа распределения пористости в МКМ, применяемых для изготовления ТК СПП, основанный на математической обработке функции распределения вокселей микротомограмм исследуемых образцов по рентгеновской плотности. Проведены исследования распределения микропористости в термокомпенсаторах СПП, изготовленных из МКМ АlSiС. Установлено, что микропористость в центральной области ТК существенно выше, чем на его периферии, что объясняется недостаточным качеством пропитки центральных областей пористой заготовки МКМ расплавом матричного алюминиевого сплава.