1. Brazeability
Sukar untuk memateri komponen seramik dan seramik, seramik dan logam.Kebanyakan pateri membentuk bola pada permukaan seramik, dengan sedikit atau tiada pembasahan.Logam pengisi pateri yang boleh membasahkan seramik adalah mudah untuk membentuk pelbagai sebatian rapuh (seperti karbida, silisid dan sebatian ternary atau multivariate) pada antara muka sambungan semasa pematerian.Kewujudan sebatian ini menjejaskan sifat mekanikal sendi.Di samping itu, disebabkan oleh perbezaan besar pekali pengembangan terma antara seramik, logam dan pateri, akan terdapat tekanan baki pada sambungan selepas suhu pematerian disejukkan ke suhu bilik, yang boleh menyebabkan keretakan sendi.
Kebolehbasahan pateri pada permukaan seramik boleh dipertingkatkan dengan menambahkan unsur logam aktif pada pateri biasa;Suhu rendah dan pematerian masa yang singkat boleh mengurangkan kesan tindak balas antara muka;Tegasan haba sendi boleh dikurangkan dengan mereka bentuk bentuk sambungan yang sesuai dan menggunakan logam tunggal atau berbilang lapisan sebagai lapisan perantaraan.
2. Pateri
Seramik dan logam biasanya disambungkan dalam relau vakum atau relau hidrogen dan argon.Sebagai tambahan kepada ciri umum, logam pengisi pematerian untuk peranti elektronik vakum juga harus mempunyai beberapa keperluan khas.Sebagai contoh, pateri tidak boleh mengandungi unsur-unsur yang menghasilkan tekanan wap yang tinggi, supaya tidak menyebabkan kebocoran dielektrik dan keracunan katod peranti.Secara amnya dinyatakan bahawa apabila peranti berfungsi, tekanan wap pateri tidak boleh melebihi 10-3pa, dan kekotoran tekanan wap tinggi yang terkandung tidak boleh melebihi 0.002% ~ 0.005%;w (o) pateri tidak boleh melebihi 0.001%, untuk mengelakkan wap air yang dijana semasa pematerian dalam hidrogen, yang boleh menyebabkan percikan logam pateri cair;Di samping itu, pateri mestilah bersih dan bebas daripada oksida permukaan.
Apabila pematerian selepas pengetatan seramik, tembaga, asas, tembaga perak, tembaga emas dan logam pengisi pematerian aloi lain boleh digunakan.
Untuk pematerian langsung seramik dan logam, logam pengisi pematerian yang mengandungi unsur aktif Ti dan Zr hendaklah dipilih.Logam pengisi binari terutamanya Ti Cu dan Ti Ni, yang boleh digunakan pada 1100 ℃.Antara pateri ternary, Ag Cu Ti (W) (TI) ialah pateri yang paling biasa digunakan, yang boleh digunakan untuk pematerian terus pelbagai seramik dan logam.Logam pengisi ternary boleh digunakan dengan foil, serbuk atau logam pengisi eutektik Ag Cu dengan serbuk Ti.Logam pengisi pateri B-ti49be2 mempunyai rintangan kakisan yang serupa dengan keluli tahan karat dan tekanan wap rendah.Ia boleh dipilih secara keutamaan dalam sambungan pengedap vakum dengan rintangan pengoksidaan dan kebocoran.Dalam pateri ti-v-cr, suhu lebur adalah paling rendah (1620 ℃) apabila w (V) ialah 30%, dan penambahan Cr boleh mengurangkan julat suhu lebur dengan berkesan.Pateri B-ti47.5ta5 tanpa Cr telah digunakan untuk pematerian langsung alumina dan magnesium oksida, dan sambungannya boleh berfungsi pada suhu ambien 1000 ℃.Jadual 14 menunjukkan fluks aktif untuk sambungan terus antara seramik dan logam.
Jadual 14 logam pengisi pematerian aktif untuk pematerian seramik dan logam
2. Teknologi pematerian
Seramik pra logam boleh dipateri dalam persekitaran gas lengai, hidrogen atau vakum ketulenan tinggi.Pateri vakum biasanya digunakan untuk pematerian langsung seramik tanpa pengetatan.
(1) Proses pematerian sejagat Proses pematerian universal seramik dan logam boleh dibahagikan kepada tujuh proses: pembersihan permukaan, salutan tampal, pengetatan permukaan seramik, penyaduran nikel, pematerian dan pemeriksaan pasca kimpalan.
Tujuan pembersihan permukaan adalah untuk menghilangkan kotoran minyak, kotoran peluh dan filem oksida pada permukaan logam asas.Bahagian logam dan pateri hendaklah dinyahnyah terlebih dahulu, kemudian filem oksida hendaklah dikeluarkan dengan mencuci asid atau alkali, dibasuh dengan air mengalir dan dikeringkan.Bahagian yang mempunyai keperluan tinggi hendaklah dirawat haba dalam relau vakum atau relau hidrogen (kaedah pengeboman ion juga boleh digunakan) pada suhu dan masa yang sesuai untuk membersihkan permukaan bahagian.Bahagian yang dibersihkan tidak boleh bersentuhan dengan objek berminyak atau tangan kosong.Mereka hendaklah segera dimasukkan ke dalam proses seterusnya atau ke dalam pengering.Mereka tidak boleh terdedah kepada udara untuk masa yang lama.Bahagian seramik hendaklah dibersihkan dengan aseton dan ultrasonik, dibasuh dengan air mengalir, dan akhirnya direbus dua kali dengan air ternyahion selama 15 minit setiap kali
Salutan tampal adalah satu proses penting pemetalan seramik.Semasa salutan, ia digunakan pada permukaan seramik untuk dilogamkan dengan berus atau mesin salutan tampal.Ketebalan salutan biasanya 30 ~ 60mm.Pes biasanya disediakan daripada serbuk logam tulen (kadang-kadang oksida logam yang sesuai ditambah) dengan saiz zarah kira-kira 1 ~ 5um dan pelekat organik.
Bahagian seramik yang ditampal dihantar ke relau hidrogen dan disinter dengan hidrogen basah atau ammonia retak pada 1300 ~ 1500 ℃ selama 30 ~ 60min.Bagi bahagian seramik yang disalut dengan hidrida, ia hendaklah dipanaskan kepada kira-kira 900 ℃ untuk mengurai hidrida dan bertindak balas dengan logam tulen atau titanium (atau zirkonium) yang tinggal pada permukaan seramik untuk mendapatkan salutan logam pada permukaan seramik.
Untuk lapisan logam Mo Mn, untuk menjadikannya basah dengan pateri, lapisan nikel 1.4 ~ 5um mesti disadur atau disalut dengan lapisan serbuk nikel.Jika suhu pematerian lebih rendah daripada 1000 ℃, lapisan nikel perlu disinter terlebih dahulu dalam relau hidrogen.Suhu dan masa pensinteran ialah 1000 ℃ /15 ~ 20min.
Seramik yang dirawat adalah bahagian logam, yang hendaklah dipasang menjadi satu keseluruhan dengan keluli tahan karat atau grafit dan acuan seramik.Pateri hendaklah dipasang pada sambungan, dan bahan kerja hendaklah sentiasa bersih sepanjang operasi, dan tidak boleh disentuh dengan tangan kosong.
Memateri hendaklah dijalankan dalam relau argon, hidrogen atau vakum.Suhu pematerian bergantung pada logam pengisi pematerian.Untuk mengelakkan keretakan bahagian seramik, kadar penyejukan tidak boleh terlalu cepat.Di samping itu, pematerian juga boleh menggunakan tekanan tertentu (kira-kira 0.49 ~ 0.98mpa).
Sebagai tambahan kepada pemeriksaan kualiti permukaan, kimpalan brazed juga hendaklah tertakluk kepada kejutan haba dan pemeriksaan sifat mekanikal.Bahagian pengedap untuk peranti vakum juga mesti tertakluk kepada ujian kebocoran mengikut peraturan yang berkaitan.
(2) Memateri terus apabila memateri secara langsung (kaedah logam aktif), mula-mula bersihkan permukaan kimpalan seramik dan logam, dan kemudian pasangkannya.Untuk mengelakkan keretakan yang disebabkan oleh pekali pengembangan haba yang berbeza bagi bahan komponen, lapisan penampan (satu atau lebih lapisan kepingan logam) boleh diputar antara kimpalan.Logam pengisi pematerian hendaklah diapit di antara dua kimpalan atau diletakkan pada kedudukan di mana celah diisi dengan logam pengisi pematerian sejauh mungkin, dan kemudian pematerian hendaklah dijalankan seperti pematerian vakum biasa.
Jika pateri Ag Cu Ti digunakan untuk pematerian langsung, kaedah pematerian vakum hendaklah diguna pakai.Apabila tahap vakum dalam relau mencapai 2.7 × Mulakan pemanasan pada 10-3pa, dan suhu boleh meningkat dengan cepat pada masa ini;Apabila suhu hampir dengan takat lebur pateri, suhu perlu dinaikkan perlahan-lahan untuk menjadikan suhu semua bahagian kimpalan cenderung sama;Apabila pateri dicairkan, suhu hendaklah dengan cepat dinaikkan kepada suhu pematerian, dan masa pegangan hendaklah 3 ~ 5min;Semasa penyejukan, ia hendaklah disejukkan perlahan-lahan sebelum 700 ℃, dan ia boleh disejukkan secara semula jadi dengan relau selepas 700 ℃.
Apabila pateri aktif Ti Cu dipateri terus, bentuk pateri boleh menjadi kerajang Cu ditambah serbuk Ti atau bahagian Cu ditambah kerajang Ti, atau permukaan seramik boleh disalut dengan serbuk Ti ditambah kerajang Cu.Sebelum pematerian, semua bahagian logam hendaklah dinyahgas dengan vakum.Suhu penyahgas kuprum bebas oksigen hendaklah 750 ~ 800 ℃, dan Ti, Nb, Ta, dan lain-lain hendaklah dinyahgas pada 900 ℃ selama 15min.Pada masa ini, tahap vakum tidak boleh kurang daripada 6.7 × 10-3Pa。 Semasa pematerian, pasangkan komponen yang akan dikimpal dalam lekapan, panaskannya dalam relau vakum kepada 900 ~ 1120 ℃, dan masa pegangan ialah 2 ~ 5 minit.Semasa keseluruhan proses pematerian, darjah vakum tidak boleh kurang daripada 6.7 × 10-3Pa。
Proses pematerian kaedah Ti Ni adalah serupa dengan kaedah Ti Cu, dan suhu pematerian ialah 900 ± 10 ℃.
(3) Kaedah pematerian oksida Kaedah pematerian oksida adalah kaedah untuk merealisasikan sambungan yang boleh dipercayai dengan menggunakan fasa kaca yang dibentuk oleh peleburan pateri oksida untuk menyusup ke dalam seramik dan membasahkan permukaan logam.Ia boleh menghubungkan seramik dengan seramik dan seramik dengan logam.Logam pengisi pematerian oksida terutamanya terdiri daripada Al2O3, Cao, Bao dan MgO.Dengan menambah B2O3, Y2O3 dan ta2o3, logam pengisi pematerian dengan pelbagai takat lebur dan pekali pengembangan linear boleh diperolehi.Selain itu, logam pengisi pematerian fluorida dengan CaF2 dan NaF sebagai komponen utama juga boleh digunakan untuk menyambung seramik dan logam untuk mendapatkan sambungan dengan kekuatan tinggi dan rintangan haba yang tinggi.
Masa siaran: Jun-13-2022