Brazado de ceramikaĵoj kaj metaloj

1. Brazeblo

Estas malfacile brazi ceramikajn kaj ceramikajn, ceramikajn kaj metalajn komponantojn.La plej granda parto de la lutaĵo formas pilkon sur la ceramika surfaco, kun malgranda aŭ neniu malsekigado.La brasa pleniga metalo, kiu povas malsekigi ceramikaĵon, estas facile formi diversajn fragilajn kunmetaĵojn (kiel ekzemple karbidoj, silicidoj kaj ternaraj aŭ plurvariaj kunmetaĵoj) ĉe la komuna interfaco dum brazado.La ekzisto de ĉi tiuj kunmetaĵoj influas la mekanikajn ecojn de la junto.Krome, pro la granda diferenco de termikaj ekspansiokoeficientoj inter ceramiko, metalo kaj lutaĵo, estos postrestanta streso en la junto post kiam la brazotemperaturo estas malvarmetigita al ĉambra temperaturo, kio povas kaŭzi artikan krakadon.

La malsekeco de la lutaĵo sur la ceramika surfaco povas esti plibonigita aldonante aktivajn metalelementojn al la komuna lutaĵo;Malalta temperaturo kaj mallonga tempo brazing povas redukti la efikon de interfaco reago;La termika streso de la junto povas esti reduktita dezajnante taŭgan komunan formon kaj uzante ununuran aŭ plurtavolan metalon kiel la mezan tavolon.

2. Soldado

Ceramiko kaj metalo estas kutime konektitaj en vakua forno aŭ hidrogeno kaj argona forno.Krom ĝeneralaj trajtoj, brazitaj plenigaj metaloj por vakuaj elektronikaj aparatoj ankaŭ devus havi iujn specialajn postulojn.Ekzemple, la lutaĵo ne devus enhavi elementojn kiuj produktas altan vaporpremon, por ne kaŭzi dielektrikan elfluon kaj katodan veneniĝon de aparatoj.Ĝenerale estas precizigita, ke kiam la aparato funkcias, la vapora premo de la lutaĵo ne superu 10-3pa, kaj la alta vaporprema malpuraĵoj enhavitaj ne superu 0,002% ~ 0,005%;La w (o) de la lutaĵo ne devas superi 0,001%, por eviti akvovaporon generitan dum brazado en hidrogeno, kiu povas kaŭzi ŝprucigadon de fandita lutmetalo;Krome, la lutaĵo devas esti pura kaj libera de surfacaj oksidoj.

Dum brasado post ceramika metalizado, kupro, bazo, arĝenta kupro, ora kupro kaj aliaj alojaj brazitaj plenigaj metaloj povas esti uzataj.

Por rekta brazado de ceramikaĵoj kaj metaloj, brazitaj plenigaj metaloj enhavantaj aktivajn elementojn Ti kaj Zr devas esti elektitaj.La binaraj plenigaj metaloj estas ĉefe Ti Cu kaj Ti Ni, kiuj povas esti uzataj je 1100 ℃.Inter la ternara lutaĵo, Ag Cu Ti (W) (TI) estas la plej ofte uzata lutaĵo, kiu povas esti uzata por rekta brazado de diversaj ceramikaĵoj kaj metaloj.La ternara pleniga metalo povas esti uzata per folio, pulvoro aŭ Ag Cu eŭtektika pleniga metalo kun Ti-pulvoro.B-ti49be2 brasa pleniga metalo havas similan korodan reziston al neoksidebla ŝtalo kaj malalta vaporpremo.Ĝi povas esti preferata selektita en la malplenaj sigelaj juntoj kun oksidado kaj elflua rezisto.En ti-v-cr lutaĵo, la fanda temperaturo estas la plej malalta (1620 ℃) ​​kiam w (V) estas 30%, kaj la aldono de Cr povas efike redukti la fandan temperaturon.B-ti47.5ta5 lutaĵo sen Cr estis uzata por rekta brazado de alumino kaj magnezia rusto, kaj ĝia junto povas funkcii ĉe ĉirkaŭa temperaturo de 1000 ℃.Tabelo 14 montras la aktivan fluon por rekta ligo inter ceramiko kaj metalo.

Tablo 14 aktivaj brazitaj plenigaj metaloj por ceramika kaj metala brazado

2. Brazing-teknologio

La antaŭmetalizita ceramikaĵo povas esti brazita en altpura inerta gaso, hidrogeno aŭ vakua medio.Vakuobrazado estas ĝenerale uzita por rekta brazado de ceramikaĵo sen metalizado.

(1) Universala brazprocezo la universala brazprocezo de ceramikaĵo kaj metalo povas esti dividita en sep procezojn: surfaca purigado, pasta tegaĵo, ceramika surfaca metalizado, nikela tegado, brasado kaj postvelda inspektado.

La celo de surfaca purigado estas forigi oleomakulon, ŝvitmakulon kaj oksidan filmon sur la surfaco de baza metalo.La metalaj partoj kaj lutaĵo devas esti unue degresitaj, tiam la oksida filmo devas esti forigita per acida aŭ alkala lavado, lavita per fluanta akvo kaj sekigita.Partoj kun altaj postuloj devas esti varme traktataj en vakua forno aŭ hidrogena forno (jonbombada metodo ankaŭ povas esti uzata) je taŭga temperaturo kaj tempo por purigi la surfacon de partoj.La purigitaj partoj ne kontaktiĝas kun grasaj objektoj aŭ nudaj manoj.Ili devas esti tuj metitaj en la sekvan procezon aŭ en la sekigilon.Ili ne estu elmetitaj al la aero dum longa tempo.Ceramikaj partoj devas esti purigitaj per acetono kaj ultrasona, lavitaj per fluanta akvo, kaj fine boligitaj dufoje kun dejonigita akvo dum 15 minutoj ĉiufoje.

Pasta tegaĵo estas grava procezo de ceramika metalizado.Dum tegaĵo, ĝi estas aplikata al la ceramika surfaco por esti metaligita per peniko aŭ pasta tegmaŝino.La tega dikeco estas ĝenerale 30 ~ 60mm.La pasto estas ĝenerale preparita el pura metala pulvoro (iam taŭga metala oksido estas aldonita) kun partikla grandeco de ĉirkaŭ 1 ~ 5um kaj organika gluo.

La algluitaj ceramikaj partoj estas sendataj al hidrogena forno kaj sinterigitaj kun malseka hidrogeno aŭ fendita amoniako je 1300 ~ 1500 ℃ dum 30 ~ 60 min.Por la ceramikaj partoj kovritaj per hidridoj, ili devas esti varmigitaj al ĉirkaŭ 900 ℃ por malkomponi la hidridojn kaj reagi kun pura metalo aŭ titanio (aŭ zirkonio) restanta sur la ceramika surfaco por akiri metalan tegaĵon sur la ceramika surfaco.

Por la metaligita tavolo de Mo Mn, por malsekigi ĝin per la lutaĵo, nikel-tavolo de 1,4 ~ 5um devas esti electroplated aŭ kovrita per tavolo de nikelpulvoro.Se la brazotemperaturo estas pli malalta ol 1000 ℃, la nikel-tavolo devas esti antaŭsinta en hidrogena forno.La sinteriza temperaturo kaj tempo estas 1000 ℃ /15 ~ 20 min.

La traktita ceramiko estas metalaj partoj, kiuj devas esti kunmetitaj en tuton per neoksidebla ŝtalo aŭ grafito kaj ceramikaj muldiloj.Lutaĵo devas esti instalita ĉe la juntoj, kaj la laborpeco devas esti konservita pura dum la operacio, kaj ne estu tuŝita per nudaj manoj.

Brazado devas esti farita en argono, hidrogeno aŭ vakua forno.La brazita temperaturo dependas de la brasa pleniga metalo.Por malhelpi krakadon de ceramikaj partoj, la malvarmigo ne devas esti tro rapida.Krome, brazado ankaŭ povas apliki certan premon (ĉirkaŭ 0,49 ~ 0,98mpa).

Aldone al la surfaca kvalito-inspektado, la brazitaj veldoj ankaŭ devas esti submetitaj al termika ŝoko kaj mekanika proprieto-inspektado.La sigelaj partoj por vakuaj aparatoj ankaŭ devas esti submetitaj al lika provo laŭ koncernaj regularoj.

(2) Rekta brasado kiam brazado rekte (aktiva metala metodo), unue purigu la surfacon de la ceramikaj kaj metalaj veldoj, kaj poste kunvenu ilin.Por eviti fendetojn kaŭzitajn de malsamaj termikaj ekspansiokoeficientoj de komponentaj materialoj, la bufrotavolo (unu aŭ pluraj tavoloj de metalaj folioj) povas esti rotaciita inter veldoj.La brazita pleniga metalo devas esti fiksita inter du veldoj aŭ metita ĉe la pozicio kie la breĉo estas plenigita per brazita pleniga metalo laŭeble, kaj tiam brazado devas esti farita kiel ordinara vakua brazado.

Se Ag Cu Ti lutaĵo estas uzata por rekta brazado, vakua brazmetodo estos adoptita.Kiam la malplena grado en la forno atingas 2,7 × Komencu hejti je 10-3pa, kaj la temperaturo povas altiĝi rapide ĉi-momente;Kiam la temperaturo estas proksima al la fandpunkto de la lutaĵo, la temperaturo devus esti levita malrapide por ke la temperaturo de ĉiuj partoj de la veldo tendencas esti la sama;Kiam la lutaĵo estas fandita, la temperaturo rapide altiĝos al la braztemperaturo, kaj la tena tempo devas esti 3 ~ 5min;Dum malvarmigo, ĝi devas esti malvarmetigita malrapide antaŭ 700 ℃, kaj ĝi povas esti malvarmigita nature per la forno post 700 ℃.

Kiam Ti Cu aktiva lutaĵo estas rekte brazita, la formo de lutaĵo povas esti Cu-folio plus Ti-pulvoro aŭ Cu-partoj plus Ti-folio, aŭ la ceramika surfaco povas esti kovrita per Ti-pulvoro plus Cu-folio.Antaŭ brazado, ĉiuj metalaj partoj devas esti sengasigitaj per vakuo.La degasa temperaturo de senoksigena kupro devas esti 750 ~ 800 ℃, kaj Ti, Nb, Ta, ktp. estu sengasigitaj je 900 ℃ dum 15 min.Ĉi-momente, la malplena grado ne devas esti malpli ol 6.7 × 10-3Pa。 Dum brazado, kunigu la veldotajn komponantojn en la fiksaĵo, varmigu ilin en la vakua forno al 900 ~ 1120 ℃, kaj la tenado estas 2 ~. 5 min.Dum la tuta brasa procezo, la malplena grado ne devas esti malpli ol 6.7 × 10-3Pa.

La brazprocezo de Ti Ni-metodo estas simila al tiu de Ti Cu-metodo, kaj la braztemperaturo estas 900 ± 10 ℃.

(3) Metodo de oksida oksida oksida metodo estas metodo por realigi fidindan konekton uzante la vitran fazon formitan de la fandado de oksida lutaĵo por infiltri en ceramikaĵon kaj malsekigi la metalan surfacon.Ĝi povas kunligi ceramikaĵon kun ceramikaĵo kaj ceramikaĵon kun metaloj.Oksidaj brazitaj plenigaj metaloj estas ĉefe kunmetitaj de Al2O3, Cao, Bao kaj MgO.Aldonante B2O3, Y2O3 kaj ta2o3, brazitaj plenigaj metaloj kun diversaj fandaj punktoj kaj liniaj ekspansiokoeficientoj povas esti akiritaj.Krome, fluoridaj brazitaj plenigaj metaloj kun CaF2 kaj NaF kiel ĉefaj komponantoj ankaŭ povas esti uzataj por konekti ceramikaĵojn kaj metalojn por akiri juntojn kun alta forto kaj alta varmorezisto.