Solderen fan keramyk en metalen

1. Soldeerberens

It is lestich om keramyk en keramyk, keramyk en metalen ûnderdielen te solderen. It measte soldeer foarmet in bal op it keramyk oerflak, mei in bytsje of gjin wieting. It soldeermetaal dat keramyk wiet meitsje kin, kin maklik in ferskaat oan brosse ferbiningen (lykas karbiden, siliciden en ternaire of multivariate ferbiningen) foarmje op 'e ynterface fan' e ferbining tidens it solderen. It bestean fan dizze ferbiningen beynfloedet de meganyske eigenskippen fan 'e ferbining. Derneist, fanwegen it grutte ferskil yn termyske útwreidingskoëffisiënten tusken keramyk, metaal en soldeer, sil der nei it solderen nei keamertemperatuer restspanning yn 'e ferbining oerbliuwe, wat kin liede ta barsten yn' e ferbining.

De wietberens fan it soldeer op it keramyske oerflak kin ferbettere wurde troch aktive metaaleleminten ta te foegjen oan it gewoane soldeer; Lege temperatuer en koarte soldeertiid kinne it effekt fan ynterfacereaksje ferminderje; De termyske spanning fan 'e ferbining kin fermindere wurde troch in gaadlike ferbiningsfoarm te ûntwerpen en in ien- of mearlaachsmetaal as tuskenlaach te brûken.

2. Soldeer

Keramyk en metaal wurde meastentiids ferbûn yn in fakuümoven of in wetterstof-argonoven. Neist algemiene skaaimerken moatte soldeerfillermetalen foar fakuümelektronyske apparaten ek wat spesjale easken hawwe. Bygelyks, it soldeer moat gjin eleminten befetsje dy't hege dampdruk produsearje, om gjin diëlektryske lekkage en katodefergiftiging fan apparaten te feroarsaakjen. It wurdt algemien oanjûn dat as it apparaat wurket, de dampdruk fan it soldeer net mear as 10-3pa wêze mei, en de ûnreinheden mei hege dampdruk dy't deryn binne net mear as 0,002% ~ 0,005% wêze meie; De w (o) fan it soldeer moat net mear as 0,001% wêze, om wetterdamp te foarkommen dy't ûntstiet by it solderen yn wetterstof, wat kin feroarsaakje dat it smelte soldeermetaal spat; Derneist moat it soldeer skjin en frij fan oerflakoksiden wêze.

By it solderen nei keramyske metallisaasje kinne koper, basis, sulveren koper, gouden koper en oare legeringssoldeerfillermetalen brûkt wurde.

Foar direkt solderen fan keramyk en metalen moatte soldeerfillermetalen mei aktive eleminten Ti en Zr keazen wurde. De binêre fillermetalen binne benammen Ti Cu en Ti Ni, dy't brûkt wurde kinne by 1100 ℃. Under it ternaire soldeer is Ag Cu Ti (W) (TI) it meast brûkte soldeer, dat brûkt wurde kin foar direkt solderen fan ferskate keramyk en metalen. It ternaire fillermetaal kin brûkt wurde as folie, poeier of Ag Cu eutektysk fillermetaal mei Ti-poeier. B-ti49be2 soldeerfillermetaal hat in ferlykbere korrosjebestriding as roestfrij stiel en in lege dampdruk. It kin by foarkar keazen wurde yn 'e fakuümfersegeling mei oksidaasje- en lekbestindigens. Yn ti-v-cr soldeer is de smelttemperatuer it leechst (1620 ℃) ​​as w (V) 30% is, en de tafoeging fan Cr kin it smelttemperatuerberik effektyf ferminderje. B-ti47.5ta5 soldeer sûnder Cr is brûkt foar direkt solderen fan aluminiumoxide en magnesiumokside, en syn ferbining kin wurkje by in omjouwingstemperatuer fan 1000 ℃. Tabel 14 lit de aktive flux sjen foar direkte ferbining tusken keramyk en metaal.

Tabel 14 aktive soldeerfillermetalen foar keramyk- en metaalsoldeerjen

2. Soldeertechnology

De foarmetallisearre keramyk kin soldearre wurde yn in heechsuvere inert gas, wetterstof of fakuümomjouwing. Fakuümsoldearjen wurdt oer it algemien brûkt foar direkt solderjen fan keramyk sûnder metallisaasje.

(1) Universeel soldeerproses it universele soldeerproses fan keramyk en metaal kin wurde ferdield yn sân prosessen: oerflakreiniging, pastacoating, metallisaasje fan keramyk oerflak, nikkelplating, solderen en ynspeksje nei it lassen.

It doel fan oerflakreiniging is om oaljeflekken, switflekken en oksidefilms op it oerflak fan basismetaal te ferwiderjen. De metalen ûnderdielen en it soldeer moatte earst ûntfette wurde, dan moat de oksidefilm fuorthelle wurde troch soer- of alkalinewaskjen, wosken wurde mei streamend wetter en droege wurde. Dielen mei hege easken moatte waarmtebehannele wurde yn in fakuümoven of wetterstofoven (de ionbombardemintmetoade kin ek brûkt wurde) by de juste temperatuer en tiid om it oerflak fan 'e ûnderdielen te suverjen. De skjinmakke ûnderdielen meie net yn kontakt komme mei fettige objekten of bleate hannen. Se moatte fuortendaliks yn it folgjende proses of yn 'e droeger pleatst wurde. Se meie net lange tiid oan 'e loft bleatsteld wurde. Keramyske ûnderdielen moatte skjinmakke wurde mei aceton en ultrasone, wosken wurde mei streamend wetter, en úteinlik twa kear 15 minuten elke kear mei deionisearre wetter siede wurde.

Pastacoating is in wichtich proses fan keramyske metallisaasje. Tidens it coaten wurdt it oanbrocht op it keramyske oerflak dat metallisearre wurde moat mei in kwast of pastacoatingmasine. De dikte fan 'e coating is oer it algemien 30 ~ 60 mm. De pasta wurdt oer it algemien taret út suver metaalpoeier (soms wurdt passende metaalokside tafoege) mei in dieltsjegrutte fan sawat 1 ~ 5 µm en organyske lijm.

De oanplakte keramyske ûnderdielen wurde nei in wetterstofoven stjoerd en sintere mei wiete wetterstof of gebarsten ammoniak by 1300 ~ 1500 ℃ foar 30 ~ 60 minuten. Foar de keramyske ûnderdielen dy't bedekt binne mei hydriden, moatte se ferwaarme wurde oant sawat 900 ℃ om de hydriden te ûntbinen en te reagearjen mei suver metaal of titanium (of sirkonium) dat oerbliuwt op it keramyske oerflak om in metalen coating op it keramyske oerflak te krijen.

Foar de metallisearre laach MoMn, om it wiet te meitsjen mei it soldeer, moat in nikkellaach fan 1.4 ~ 5um elektroplateare wurde of bedekt wurde mei in laach nikkelpoeier. As de soldeertemperatuer leger is as 1000 ℃, moat de nikkellaach foarsintere wurde yn in wetterstofoven. De sintertemperatuer en -tiid binne 1000 ℃ / 15 ~ 20 min.

De behannele keramyk binne metalen ûnderdielen, dy't ta ien gehiel gearstald wurde moatte mei roestfrij stiel of grafyt en keramyk mallen. Soldeer moat by de ferbiningen oanbrocht wurde, en it wurkstik moat skjin hâlden wurde tidens de operaasje, en mei net mei bleate hannen oanrekke wurde.

Solderen moat útfierd wurde yn in argon-, wetterstof- of fakuümoven. De soldeertemperatuer hinget ôf fan it soldeermetaal. Om barsten fan keramyske ûnderdielen te foarkommen, moat de ôfkuollingssnelheid net te heech wêze. Derneist kin solderen ek in bepaalde druk tapasse (sawat 0,49 ~ 0,98 mpa).

Neist de ynspeksje fan 'e oerflakkwaliteit moatte de soldeare lassen ek ûnderwurpen wurde oan termyske skok- en meganyske eigenskippenynspeksje. De ôfslutende ûnderdielen foar fakuümapparaten moatte ek ûnderwurpen wurde oan in lekkagetest neffens relevante regeljouwing.

(2) Direkt solderen by direkt solderen (aktyf metaalmetoade), moatte jo earst it oerflak fan 'e keramyk- en metalen lasnaden skjinmeitsje en se dan gearstalle. Om skuorren te foarkommen dy't feroarsake wurde troch ferskillende termyske útwreidingskoëffisiënten fan ûnderdielmaterialen, kin de bufferlaach (ien of mear lagen metalen platen) tusken de lasnaden rotearre wurde. It soldeermetaal moat tusken twa lasnaden klemd wurde of safolle mooglik op 'e posysje pleatst wurde dêr't de gat fol is mei soldeermetaal, en dan moat it solderen útfierd wurde lykas gewoan fakuümsolderen.

As Ag Cu Ti-soldeer brûkt wurdt foar direkt solderen, moat de fakuümsoldeermetoade brûkt wurde. As de fakuümgraad yn 'e oven 2,7 × berikt, begjin dan te ferwaarmjen by 10-3 Pa, en de temperatuer kin op dit stuit rap opstean; As de temperatuer tichtby it smelpunt fan it soldeer is, moat de temperatuer stadich ferhege wurde om de temperatuer fan alle ûnderdielen fan it laswurk itselde te hâlden; As it soldeer smolten is, moat de temperatuer rap ferhege wurde nei de soldeertemperatuer, en de hâldtiid moat 3 ~ 5 minuten wêze; Tidens it koeljen moat it stadich ôfkuolle wurde foar 700 ℃, en it kin natuerlik ôfkuolle wurde mei de oven nei 700 ℃.

As TiCu aktyf soldeer direkt soldeard wurdt, kin de foarm fan soldeer Cu-folie plus Ti-poeier of Cu-dielen plus Ti-folie wêze, of it keramyske oerflak kin bedekt wurde mei Ti-poeier plus Cu-folie. Foar it solderen moatte alle metalen ûnderdielen ûntgast wurde troch fakuüm. De ûntgastemperatuer fan soerstoffrij koper moat 750 ~ 800 ℃ wêze, en Ti, Nb, Ta, ensfh. moatte 15 minuten by 900 ℃ ûntgast wurde. Op dit stuit moat de fakuümgraad net minder wêze as 6,7 × 10-3Pa. Tidens it solderen, monteer de te lassen ûnderdielen yn 'e fixture, ferwaarmje se yn' e fakuümoven oant 900 ~ 1120 ℃, en de hâldtiid is 2 ~ 5 minuten. Tidens it heule soldeerproses moat de fakuümgraad net minder wêze as 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) Oksidesoldeermetoade De oksidesoldeermetoade is in metoade om betroubere ferbining te realisearjen troch de glêsfaze te brûken dy't foarme wurdt troch it smelten fan oksidesoldeer om yn keramyk te infiltrearjen en it metaaloerflak te wiet te meitsjen. It kin keramyk mei keramyk en keramyk mei metalen ferbine. Oksidesoldeerfillermetalen besteane benammen út Al2O3, Cao, Bao en MgO. Troch it tafoegjen fan B2O3, Y2O3 en ta2o3 kinne soldeerfillermetalen mei ferskate smeltpunten en lineêre útwreidingskoëffisiënten krigen wurde. Derneist kinne fluoridesoldeerfillermetalen mei CaF2 en NaF as haadkomponinten ek brûkt wurde om keramyk en metalen te ferbinen om ferbiningen te krijen mei hege sterkte en hege waarmtebestriding.