Soldering fan keramyk en metalen

1. Brazeability

It is lestich om keramyske en keramyske, keramyske en metalen komponinten te solderen.It grutste part fan 'e solder foarmet in bal op it keramyske oerflak, mei in bytsje of gjin wetting.It soldeervulmetaal dat keramyk kin wiete, is maklik om in ferskaat oan brosse ferbiningen te foarmjen (lykas karbiden, siliciden en ternêre of multivariate ferbiningen) by de mienskiplike ynterface by it solderen.It bestean fan dizze ferbiningen beynfloedet de meganyske eigenskippen fan it gewricht.Dêrnjonken, troch it grutte ferskil fan termyske útwreidingskoeffizienten tusken keramyk, metaal en solder, sil d'r oerbleaune spanning wêze yn 'e ferbining nei't de soldeertemperatuer is ôfkuolle ta keamertemperatuer, wat kin feroarsaakje fan gewrichten.

De wettability fan 'e solder op' e keramyske oerflak kin ferbettere wurde troch it tafoegjen fan aktive metalen eleminten oan 'e mienskiplike solder;Lege temperatuer en koarte tiid brazing kin ferminderjen it effekt fan ynterface reaksje;De termyske spanning fan 'e mienskiplike kin wurde fermindere troch it ûntwerpen fan in gaadlike mienskiplike foarm en it brûken fan in single of multi-layer metaal as de tuskenlaach.

2. Soldeer

Keramyk en metaal wurde normaal ferbûn yn fakuümofen as wetterstof en argonofen.Neist algemiene skaaimerken moatte soldeermetalen foar fakuüm elektroanyske apparaten ek wat spesjale easken hawwe.Bygelyks, de solder moat net befetsje eleminten dy't produsearje hege damp druk, om net te feroarsaakje diëlektric lekkage en cathode fergiftiging apparaten.It wurdt algemien oantsjutte dat as it apparaat wurket, de dampdruk fan 'e solder net mear as 10-3pa sil wêze, en de befette hege dampdruk ûnreinheden sille net mear wêze as 0,002% ~ 0,005%;De w (o) fan 'e solder sil net mear as 0,001% wêze, om wetterdamp te foarkommen dy't ûntstiet by it solderjen yn wetterstof, wat it spatten fan smelte soldermetaal kin feroarsaakje;Dêrnjonken moat it solder skjin wêze en frij fan oerflakoksiden.

By soldering nei keramyske metallisaasje kinne koper, basis, sulveren koper, gouden koper en oare legere soldeermetalen brûkt wurde.

Foar direkte soldering fan keramyk en metalen sille soldeermetalen wurde selektearre mei aktive eleminten Ti en Zr.De binêre fillermetalen binne benammen Ti Cu en Ti Ni, dy't kinne wurde brûkt by 1100 ℃.Under de ternêre solder is Ag Cu Ti (W) (TI) it meast brûkte solder, dat kin brûkt wurde foar direkte soldering fan ferskate keramyk en metalen.It ternêre fillermetaal kin brûkt wurde troch folie, poeder of Ag Cu eutektysk fillermetaal mei Ti-poeder.B-ti49be2 brazing filler metaal hat ferlykbere korrosjebestriding foar roestfrij stiel en lege dampdruk.It kin foarkar selektearre wurde yn 'e fakuümdichtingsgewrichten mei oksidaasje- en lekkagebestriding.Yn ti-v-cr-solder is de smelttemperatuer de leechste (1620 ℃) ​​as w (V) 30% is, en de tafoeging fan Cr kin it smelttemperatuerberik effektyf ferminderje.B-ti47.5ta5 solder sûnder Cr is brûkt foar direkte soldering fan alumina en magnesium okside, en syn mienskiplike kin wurkje by in ambient temperatuer fan 1000 ℃.Tabel 14 toant de aktive flux foar direkte ferbining tusken keramyk en metaal.

Tabel 14 aktive soldeermetalen foar keramyk en metalen soldeer

2. Soldering technology

De pre-metallisearre keramyk kin wurde soldeard yn inert gas, wetterstof of fakuümomjouwing mei hege suverens.Fakuüm soldering wurdt algemien brûkt foar direkte soldering fan keramyk sûnder metallisaasje.

(1) Universele soldeerproses It universele soldeerproses fan keramyk en metaal kin wurde ferdield yn sân prosessen: oerflakreiniging, plakcoating, keramyske oerflakmetallisaasje, nikkelplaat, solderjen en ynspeksje nei weld.

It doel fan oerflakreiniging is om oaljeflekken, switflekken en oksidefilm op it oerflak fan basismetaal te ferwiderjen.De metalen dielen en solder wurde earst ûntfette, dan sil de oksidefilm wurde fuorthelle troch soere of alkali waskjen, wosken mei streamend wetter en droege.Dielen mei hege easken sille wurde waarm behannele yn fakuümofen as wetterstofofen (ionbombardemintmetoade kin ek brûkt wurde) by passende temperatuer en tiid om it oerflak fan dielen te suverjen.De skjinmakke dielen meie net yn kontakt komme mei fettige foarwerpen of bleate hannen.Se sille fuortendaliks yn it folgjende proses of yn 'e droeger set wurde.Se meie net foar in lange tiid bleatsteld wurde oan 'e loft.Keramyske dielen wurde skjinmakke mei aceton en ultrasone, wosken mei streamend wetter, en úteinlik twa kear kocht mei deionisearre wetter foar 15min elke kear

Paste coating is in wichtich proses fan keramyske metallization.Tidens it beklaaien wurdt it tapast op it keramyske oerflak om te metallisearjen mei in boarstel of pasta-coating-masine.De coating dikte is oer it algemien 30 ~ 60mm.De pasta wurdt oer it generaal taret út suver metaal poeder (soms wurdt passend metaal okside tafoege) mei in dieltsje grutte fan likernôch 1 ~ 5um en organyske adhesive.

De paste keramyske dielen wurde stjoerd nei in wetterstofofen en sintere mei wiete wetterstof as gebarsten ammoniak by 1300 ~ 1500 ℃ foar 30 ~ 60min.Foar de keramyske dielen bedekt mei hydriden, sille se wurde ferwaarme oant sawat 900 ℃ om de hydriden te ûntbinen en te reagearjen mei suver metaal as titanium (as sirkonium) oerbleaun op it keramyske oerflak om in metalen coating op it keramyske oerflak te krijen.

Foar de Mo Mn metallisearre laach, om it wiet te meitsjen mei it solder, moat in nikkellaach fan 1,4 ~ 5um wurde elektroplatearre of bedekt mei in laach nikkelpoeder.As de soldeertemperatuer leger is as 1000 ℃, moat de nikkellaach foar sintere wurde yn in wetterstofofen.De sintering temperatuer en tiid binne 1000 ℃ / 15 ~ 20min.

De behannele keramyk binne metalen dielen, dy't moatte wurde gearstald yn in gehiel mei roestfrij stiel as grafyt en keramyske mallen.Solder moat wurde ynstallearre by de gewrichten, en it workpiece sil wurde hâlden skjin hiele operaasje, en sil net wurde oanrekke troch bleate hannen.

Soldering sil wurde útfierd yn in argon, wetterstof of fakuümofen.De soldeertemperatuer hinget ôf fan it soldeerfillermetaal.Om barsten fan keramyske dielen foar te kommen, sil de koelsnelheid net te fluch wêze.Dêrnjonken kin brazing ek in bepaalde druk tapasse (sawat 0.49 ~ 0.98mpa).

Neist de ynspeksje fan 'e oerflakkwaliteit sille de solderen welds ek ûnderwurpen wêze oan thermyske skok en ynspeksje fan meganyske eigendom.De dichtdielen foar fakuümapparaten moatte ek ûnderwurpen wurde oan lekkagetest neffens relevante regeljouwing.

(2) Direkte soldering doe't direkt soldering (aktive metalen metoade), earst skjin it oerflak fan de keramyske en metalen weldments, en dan assemble se.Om foar te kommen barsten feroarsake troch ferskillende termyske útwreiding koeffizienten fan komponint materialen, de buffer laach (ien of mear lagen fan metalen platen) kin wurde rotearre tusken weldments.It hardsolde-fillermetaal sil tusken twa welds wurde beklemme of pleatst op 'e posysje wêr't it gat sa fier mooglik is fol mei solderend fillermetaal, en dan sil solder wurde útfierd lykas gewoane fakuümsoldering.

As Ag Cu Ti-soldeer wurdt brûkt foar direkte soldering, sil fakuüm-soldermetoade wurde oannommen.As de fakuümgraad yn 'e oven berikt 2,7 × Begjin ferwaarming op 10-3pa, en de temperatuer kin op dit stuit fluch opkomme;Wannear't de temperatuer ticht by it smeltpunt fan 'e solder is, moat de temperatuer stadichoan ferhege wurde om de temperatuer fan alle dielen fan' e weldment itselde te meitsjen;As it solder wurdt smolten, sil de temperatuer rap wurde ferhege nei de soldeertemperatuer, en de hâldtiid sil 3 ~ 5min wêze;Tidens it koeljen sil it stadichoan wurde kuolle foar 700 ℃, en it kin natuerlik wurde kuolle mei de oven nei 700 ℃.

As Ti Cu aktyf solder direkt solder wurdt, kin de foarm fan soldeer Cu-folie plus Ti-poeder of Cu-dielen plus Ti-folie wêze, of it keramyske oerflak kin wurde bedekt mei Ti-poeder plus Cu-folie.Foar it solderen moatte alle metalen dielen troch fakuüm ûntgast wurde.De ûntgassingtemperatuer fan soerstoffrije koper sil 750 ~ 800 ℃ wêze, en Ti, Nb, Ta, ensfh. sil 15 minuten op 900 ℃ ûntgast wurde.Op dit stuit sil de fakuümgraad net minder wêze as 6,7 × 10-3Pa. 5 min.Tidens it heule soldeerproses sil de fakuümgraad net minder wêze dan 6,7 × 10-3Pa.

It soldeerproses fan Ti Ni-metoade is fergelykber mei dat fan Ti Cu-metoade, en de soldeertemperatuer is 900 ± 10 ℃.

(3) Oxide soldeermetoade Oxide soldermetoade is in metoade om betroubere ferbining te realisearjen troch de glêsfaze te brûken dy't foarme wurdt troch it smelten fan oksidesolder om te infiltrearjen yn keramyk en it metalen oerflak wiet.It kin ferbine keramyk mei keramyk en keramyk mei metalen.Oxide-solde-fillermetalen binne benammen gearstald út Al2O3, Cao, Bao en MgO.Troch B2O3, Y2O3 en ta2o3 ta te foegjen, kinne soldeermetalen mei ferskate smeltpunten en lineêre útwreidingskoeffizienten wurde krigen.Derneist kinne fluoride soldeermetalen mei CaF2 en NaF as de haadkomponinten ek brûkt wurde om keramyk en metalen te ferbinen om gewrichten te krijen mei hege sterkte en hege waarmtebestriding.