1. Brazareabilitatea
Este dificil să lipiți componente ceramice și ceramice, ceramice și metalice.Cea mai mare parte a lipirii formează o minge pe suprafața ceramică, cu umiditate mică sau deloc.Metalul de umplutură pentru lipire care poate umezi ceramica este ușor de a forma o varietate de compuși fragili (cum ar fi carburi, siliciuri și compuși ternari sau multivariați) la interfața îmbinării în timpul lipirii.Existența acestor compuși afectează proprietățile mecanice ale îmbinării.În plus, datorită diferenței mari de coeficienți de dilatare termică dintre ceramică, metal și lipire, va exista stres rezidual în îmbinare după ce temperatura de lipire este răcită la temperatura camerei, ceea ce poate provoca fisurarea îmbinării.
Umiditatea lipiturii pe suprafața ceramică poate fi îmbunătățită prin adăugarea de elemente metalice active la lipitura comună;Temperatura scăzută și lipirea de scurtă durată pot reduce efectul reacției interfeței;Tensiunea termică a îmbinării poate fi redusă prin proiectarea unei forme adecvate de îmbinare și folosind un metal cu un singur strat sau cu mai multe straturi ca strat intermediar.
2. Lipire
Ceramica și metalul sunt de obicei conectate în cuptorul cu vid sau în cuptorul cu hidrogen și argon.Pe lângă caracteristicile generale, lipirea metalelor de umplutură pentru dispozitivele electronice cu vid ar trebui să aibă și unele cerințe speciale.De exemplu, lipirea nu trebuie să conțină elemente care produc o presiune ridicată a vaporilor, pentru a nu provoca scurgeri dielectrice și otrăvire catodica a dispozitivelor.În general, se specifică faptul că atunci când dispozitivul funcționează, presiunea de vapori a lipitului nu trebuie să depășească 10-3pa, iar impuritățile de presiune ridicată a vaporilor conținute nu trebuie să depășească 0,002% ~ 0,005%;w(o) lipiturii nu trebuie să depășească 0,001%, astfel încât să se evite vaporii de apă generați în timpul lipirii în hidrogen, care pot provoca stropirea metalului de lipit topit;În plus, lipirea trebuie să fie curată și fără oxizi de suprafață.
La lipire după metalizarea ceramică, se pot folosi cuprul, baza, cuprul argintiu, cuprul auriu și alte metale de umplutură pentru lipire din aliaje.
Pentru lipirea directă a ceramicii și metalelor, se vor selecta metale de umplutură pentru lipire care conțin elemente active Ti și Zr.Metalele de umplutură binare sunt în principal Ti Cu și Ti Ni, care pot fi utilizate la 1100 ℃.Dintre lipirea ternară, Ag Cu Ti (W) (TI) este cea mai frecvent utilizată lipitură, care poate fi folosită pentru lipirea directă a diferitelor ceramice și metale.Metalul de umplutură ternar poate fi utilizat prin folie, pulbere sau metal de umplutură eutectic Ag Cu cu pulbere de Ti.Metalul de umplutură pentru lipire B-ti49be2 are rezistență la coroziune similară cu cea a oțelului inoxidabil și presiune scăzută a vaporilor.Poate fi selectat de preferință în îmbinările de etanșare în vid cu rezistență la oxidare și scurgere.În lipirea ti-v-cr, temperatura de topire este cea mai scăzută (1620 ℃) când w (V) este de 30%, iar adăugarea de Cr poate reduce în mod eficient intervalul de temperatură de topire.Lipirea B-ti47.5ta5 fără Cr a fost folosită pentru lipirea directă a aluminei și oxidului de magneziu, iar îmbinarea sa poate funcționa la o temperatură ambientală de 1000 ℃.Tabelul 14 prezintă fluxul activ pentru legătura directă dintre ceramică și metal.
Tabelul 14 metale de umplutură pentru brazare activă pentru lipire ceramică și metal
2. Tehnologia de brazare
Ceramica premetalizată poate fi lipită în gaz inert de înaltă puritate, hidrogen sau mediu de vid.Lipirea sub vid este utilizată în general pentru lipirea directă a ceramicii fără metalizare.
(1) Procesul de lipire universal Procesul de lipire universal al ceramicii și metalului poate fi împărțit în șapte procese: curățarea suprafețelor, acoperirea cu pastă, metalizarea suprafeței ceramice, placarea cu nichel, lipirea și inspecția post sudare.
Scopul curățării suprafețelor este de a îndepărta petele de ulei, petele de transpirație și pelicula de oxid de pe suprafața metalului de bază.Părțile metalice și lipirea trebuie mai întâi degresate, apoi pelicula de oxid va fi îndepărtată prin spălare acidă sau alcalină, spălată cu apă curgătoare și uscată.Părțile cu cerințe ridicate trebuie tratate termic în cuptor cu vid sau cuptor cu hidrogen (se poate folosi și metoda de bombardare cu ioni) la temperatură și timp adecvate pentru a purifica suprafața pieselor.Părțile curățate nu trebuie să intre în contact cu obiecte grase sau cu mâinile goale.Acestea trebuie imediat puse în procesul următor sau în uscător.Ele nu vor fi expuse la aer pentru o perioadă lungă de timp.Părțile ceramice vor fi curățate cu acetonă și ultrasunete, spălate cu apă curgătoare și, în final, fierte de două ori cu apă deionizată timp de 15 minute de fiecare dată.
Acoperirea cu pastă este un proces important de metalizare ceramică.În timpul acoperirii, se aplică pe suprafața ceramică pentru a fi metalizată cu o perie sau o mașină de acoperire cu pastă.Grosimea acoperirii este în general de 30 ~ 60 mm.Pasta este în general preparată din pulbere metalică pură (uneori se adaugă oxid de metal adecvat) cu o dimensiune a particulelor de aproximativ 1 ~ 5um și adeziv organic.
Părțile ceramice lipite sunt trimise într-un cuptor cu hidrogen și sinterizate cu hidrogen umed sau amoniac crăpat la 1300 ~ 1500 ℃ timp de 30 ~ 60 min.Pentru piesele ceramice acoperite cu hidruri, acestea trebuie încălzite la aproximativ 900 ℃ pentru a descompune hidrurile și a reacționa cu metalul pur sau titanul (sau zirconiu) rămas pe suprafața ceramică pentru a obține o acoperire metalică pe suprafața ceramică.
Pentru stratul metalizat Mo Mn, pentru a-l uda cu lipirea, un strat de nichel de 1,4 ~ 5um trebuie galvanizat sau acoperit cu un strat de pulbere de nichel.Dacă temperatura de lipire este mai mică de 1000 ℃, stratul de nichel trebuie presinterizat într-un cuptor cu hidrogen.Temperatura și timpul de sinterizare sunt 1000 ℃ /15 ~ 20min.
Ceramica tratată este piese metalice, care trebuie asamblate într-un întreg cu oțel inoxidabil sau grafit și matrițe ceramice.Lipirea trebuie instalată la îmbinări, iar piesa de prelucrat trebuie păstrată curată pe toată durata operației și nu trebuie atinsă cu mâinile goale.
Lipirea se efectuează într-un cuptor cu argon, hidrogen sau cu vid.Temperatura de brazare depinde de metalul de umplutură pentru lipire.Pentru a preveni crăparea pieselor ceramice, viteza de răcire nu trebuie să fie prea rapidă.În plus, lipirea poate aplica și o anumită presiune (aproximativ 0,49 ~ 0,98mpa).
Pe lângă inspecția de calitate a suprafeței, sudurile lipite vor fi, de asemenea, supuse șocului termic și inspecției proprietăților mecanice.Piesele de etanșare pentru dispozitivele de vid trebuie, de asemenea, supuse unui test de scurgere conform reglementărilor relevante.
(2) Lipirea directă la lipirea directă (metoda metalului activ), curățați mai întâi suprafața sudurilor ceramice și metalice, apoi asamblați-le.Pentru a evita fisurile cauzate de diferiți coeficienți de dilatare termică a materialelor componente, stratul tampon (unul sau mai multe straturi de foi de metal) poate fi rotit între suduri.Metalul de umplutură pentru lipire va fi prins între două suduri sau așezat în poziția în care golul este umplut cu metal de umplutură pentru lipire, pe cât posibil, iar apoi lipirea se va efectua ca lipirea obișnuită în vid.
Dacă lipirea Ag Cu Ti este utilizată pentru lipirea directă, se va adopta metoda de lipire în vid.Când gradul de vid în cuptor atinge 2,7 × Începeți încălzirea la 10-3pa, iar temperatura poate crește rapid în acest moment;Când temperatura este aproape de punctul de topire al lipitului, temperatura trebuie crescută încet pentru a face ca temperatura tuturor părților sudurii să tindă să fie aceeași;Când lipirea este topită, temperatura va fi ridicată rapid la temperatura de lipire, iar timpul de menținere va fi de 3 ~ 5 minute;În timpul răcirii, va fi răcit lent înainte de 700 ℃ și poate fi răcit în mod natural cu cuptorul după 700 ℃.
Când lipitura activă Ti Cu este lipită direct, forma lipiturii poate fi folie de Cu plus pulbere de Ti sau părți de Cu plus folie de Ti, sau suprafața ceramică poate fi acoperită cu pulbere de Ti plus folie de Cu.Înainte de lipire, toate piesele metalice trebuie degazate prin vid.Temperatura de degazare a cuprului fără oxigen va fi de 750 ~ 800 ℃, iar Ti, Nb, Ta etc. trebuie degazat la 900 ℃ timp de 15 minute.În acest moment, gradul de vid nu trebuie să fie mai mic de 6,7 × 10-3Pa。 În timpul lipirii, asamblați componentele care urmează să fie sudate în dispozitiv, încălziți-le în cuptorul cu vid la 900 ~ 1120 ℃, iar timpul de menținere este de 2 ~ 5 minute.Pe parcursul întregului proces de lipire, gradul de vid nu trebuie să fie mai mic de 6,7 × 10-3Pa.
Procesul de lipire al metodei Ti Ni este similar cu cel al metodei Ti Cu, iar temperatura de lipire este de 900 ± 10 ℃.
(3) Metoda de lipire cu oxid Metoda de lipire cu oxid este o metodă de realizare a unei conexiuni fiabile prin utilizarea fazei de sticlă formată prin topirea lipiturii de oxid pentru a se infiltra în ceramică și a umezi suprafața metalică.Poate conecta ceramica cu ceramica si ceramica cu metale.Metalele de umplutură pentru brazare cu oxid sunt compuse în principal din Al2O3, Cao, Bao și MgO.Prin adăugarea de B2O3, Y2O3 și ta2o3, pot fi obținute metale de umplutură lipite cu diferite puncte de topire și coeficienți de dilatare liniară.În plus, metalele de umplutură pentru brazare cu fluor cu CaF2 și NaF ca componente principale pot fi utilizate și pentru a conecta ceramica și metalele pentru a obține îmbinări cu rezistență ridicată și rezistență ridicată la căldură.
Ora postării: 13-jun-2022