Задачник по АРИЗ-85-В. Алгоритм решения изобретательских задач

Решение

Сначала наносят подслой, имеющий хорошую адгезию с подложкой и с золотом, а затем на него напыляют золото. В качестве подслоя берут никель или титан.

Таким образом, прослойка должна иметь хорошую адгезию с алмазом и с основой.

ШАГ 5.3.Приемы разрешения ФП.

Разделение свойств в пространстве

Внесение дополнительного очень тонкого слоя между кристаллом и основой. Слой должен быть не больше нескольких микрон.

ШАГ 5.4. Применение «Указателя физэффектов».

В качестве физических эффектов могут применяться, например, расплавление, бомбардировка, диффузионная сварка.

Химический эффект – химическое осаждение металлов при разложении карбонилов металлов.

Часть 6. Изменение и (или) замена задачи

ШАГ 6.1.Переход от физического ответа к техническому.

Наиболее эффективным способом для нанесения покрытия на алмаз оказалось химическое осаждение металлов при разложении карбонилов металлов[9 - Патент РФ 2 358 034.].

По данному способу покрытие алмаза осуществляют химическим осаждением металлов при разложении карбонилов металлов, сорбированных на подложку из газовой фазы, в реакторе с принудительным цикличным перемещением подложки из зоны сорбции реагента в зону его разложения и обратно путем псевдоожижения, механического или вибрационного перемешивания.

Материал покрытия диффузно связывают со связующим материалом за счет последующего диффузионного отжига сформированного покрытия, т. е. металл покрытия связывают со связующим материалом путем диффузионной сварки, тем самым превращая их в единое целое.

На способ изготовления алмазного инструмента получен патент[10 - Патент РФ 2 319 601.]. Покрытие наносится на абразивное зерно (алмаз) при высокой температуре таким образом, чтобы металл проникал во все поры и трещины на поверхности абразивных зерен максимально глубоко, что создает «корневую» систему, удерживающую металлическое покрытие на поверхности (рис. 4).

Рис. 4. Соединение алмазных зерен 1 – абразивное зерно; 2 – связующий металл; 3 – поры; 4 – трещины; 5 – металл покрытия.

ШАГ 6.2.Проверка формулировки задачи на сочетание нескольких задач.

Задача решена.

Решены несколько задач:

1. Как соединить алмаз с основой, чтобы основа не занимала много места и алмаз крепко удерживался основой? Создали прослойку толщиной 2—10 мкн.

2. Как нанести прослойку на алмаз? Использовано химическое осаждение металлов при разложении карбонилов металлов.

3. Как соединить прослойку с основой так, чтобы это составляло единое целое? Диффузионная сварка.

ШАГ6.3.Изменение задачи.

Задача решена.

ШАГ6.4.Переформулировка мини-задачи.

Задача решена.

Часть 7. Анализ способа устранения ФП

ШАГ7.1. Контроль ответа.

– Рассмотреть вводимые вещества и поля.

Введено вещество – высокоплавкий металл. Введены поля: химическое поле – химическое осаждение и диффузия.

– Можно ли не вводить новые вещества и поля, использовав ВПР – имеющиеся и производные?

В данном решении вводится новое вещество – прослойка.

– Можно ли использовать саморегулируемые вещества?

В качестве такого вещества использовали материал прослойки.

– Ввести соответствующие поправки в технический ответ.

Поправок вводить не нужно.

ШАГ7.2.Предварительная оценка полученного решения.

Контрольные вопросы:

а) Обеспечивает ли полученное решение выполнение главного требования ИКР-1 («Элемент сам…»)?

Полученное решение выполняет главное требование ИКР-1, лишние ресурсы не тратятся. Алмазы практически находятся вплотную (занимают 97% от общей массы инструмента) и прочно держатся в основе – высокая стойкость.

б) Какое физическое противоречие устранено (и устранено ли) полученным решением?

Устранено ФП. Частички основы должны находиться между кристаллами, чтобы удерживать их в основе, и не должны находиться между кристаллами, чтобы обеспечить максимальную площадь алмазного инструмента.

в) Содержит ли полученная система хотя бы один хорошо управляемый элемент? Какой именно? Как осуществлять управление?

Полученная система содержит управляемый элемент – материал прослойки.

г) Годится ли решение, найденное для «одноцикловой» модели задачи в реальных условиях со многими циклами?

Данное решение может быть использовано в реальных условиях для решения других задач.

ШАГ7.3.Проверка формальной новизны.

Получены патенты.

ШАГ7.4. Какие подзадачи возникнут при технической разработке полученной идеи? Записать возможные подзадачи: изобретательские, конструкторские, расчетные, организационные.

Решение внедрено и выпускается компанией МонАлиТ[11 - URL: www.monalit.ru (http://www.monalit.ru/)].