1. Brasabilitat
És difícil soldar components ceràmics i ceràmics, ceràmics i metàl·lics.La major part de la soldadura forma una bola a la superfície ceràmica, amb poca o cap humectació.El metall de farciment de soldadura que pot mullar la ceràmica és fàcil de formar una varietat de compostos trencadissos (com ara carburs, siliciurs i compostos ternaris o multivariants) a la interfície d'unió durant la soldadura.L'existència d'aquests compostos afecta les propietats mecàniques de l'articulació.A més, a causa de la gran diferència de coeficients d'expansió tèrmica entre la ceràmica, el metall i la soldadura, hi haurà estrès residual a la junta després que la temperatura de soldadura es refredi a temperatura ambient, cosa que pot provocar esquerdes de la junta.
La humectabilitat de la soldadura a la superfície ceràmica es pot millorar afegint elements metàl·lics actius a la soldadura comuna;La soldadura a baixa temperatura i curt temps pot reduir l'efecte de la reacció de la interfície;L'estrès tèrmic de la unió es pot reduir dissenyant una forma d'unió adequada i utilitzant un metall d'una o múltiples capes com a capa intermèdia.
2. Soldar
La ceràmica i el metall solen estar connectats al forn de buit o al forn d'hidrogen i argó.A més de les característiques generals, la soldadura de metalls d'aportació per a dispositius electrònics de buit també hauria de tenir alguns requisits especials.Per exemple, la soldadura no hauria de contenir elements que produeixin alta pressió de vapor, per no provocar fuites dielèctriques i enverinament del càtode dels dispositius.En general, s'especifica que quan el dispositiu funciona, la pressió de vapor de la soldadura no ha de superar els 10-3pa i les impureses d'alta pressió de vapor contingudes no han de superar el 0,002% ~ 0,005%;La w (o) de la soldadura no ha de superar el 0,001%, per evitar el vapor d'aigua generat durant la soldadura en hidrogen, que pot provocar esquitxades de metall de soldadura fos;A més, la soldadura ha d'estar neta i lliure d'òxids superficials.
Quan es solda després de la metal·lització ceràmica, es pot utilitzar coure, base, coure platejat, coure daurat i altres metalls de farciment de soldadura d'aliatge.
Per a la soldadura directa de ceràmica i metalls, s'han de seleccionar metalls d'aportació que continguin elements actius Ti i Zr.Els metalls de farciment binaris són principalment Ti Cu i Ti Ni, que es poden utilitzar a 1100 ℃.Entre la soldadura ternària, Ag Cu Ti (W) (TI) és la soldadura més utilitzada, que es pot utilitzar per a la soldadura directa de diferents ceràmiques i metalls.El metall de farciment ternari es pot utilitzar amb làmina, pols o metall de farciment eutèctic Ag Cu amb pols de Ti.El metall de farciment de soldadura B-ti49be2 té una resistència a la corrosió similar a l'acer inoxidable i baixa pressió de vapor.Es pot seleccionar preferentment a les juntes de segellat al buit amb resistència a l'oxidació i fuites.En la soldadura ti-v-cr, la temperatura de fusió és la més baixa (1620 ℃) quan w (V) és del 30%, i l'addició de Cr pot reduir eficaçment el rang de temperatura de fusió.La soldadura B-ti47.5ta5 sense Cr s'ha utilitzat per a la soldadura directa d'alúmina i òxid de magnesi, i la seva unió pot funcionar a una temperatura ambient de 1000 ℃.La taula 14 mostra el flux actiu per a la connexió directa entre ceràmica i metall.
Taula 14 metalls d'aportació de soldadura forta per a ceràmica i metall
2. Tecnologia de soldadura forta
La ceràmica prèviament metal·litzada es pot soldar en gas inert d'alta puresa, hidrogen o ambient de buit.La soldadura al buit s'utilitza generalment per a la soldadura directa de ceràmica sense metal·lització.
(1) Procés de soldadura universal El procés de soldadura universal de ceràmica i metall es pot dividir en set processos: neteja de superfícies, recobriment de pasta, metal·lització de superfícies ceràmiques, niquelat, soldadura i inspecció posterior a la soldadura.
L'objectiu de la neteja de superfícies és eliminar la taca d'oli, la taca de suor i la pel·lícula d'òxid a la superfície del metall base.Les peces metàl·liques i la soldadura s'han de desgreixar primer, després la pel·lícula d'òxid s'ha d'eliminar mitjançant un rentat àcid o àlcali, es renta amb aigua corrent i s'asseca.Les peces amb requisits elevats s'han de tractar tèrmicament en un forn de buit o un forn d'hidrogen (també es pot utilitzar el mètode de bombardeig iònic) a la temperatura i el temps adequats per purificar la superfície de les peces.Les parts netejades no han de contactar amb objectes greixosos o amb les mans nues.S'han de posar immediatament al següent procés o a l'assecador.No estaran exposats a l'aire durant molt de temps.Les peces de ceràmica es netejaran amb acetona i ultrasons, es rentaran amb aigua corrent i, finalment, es bulliran dues vegades amb aigua desionitzada durant 15 minuts cada vegada.
El recobriment de pasta és un procés important de metal·lització ceràmica.Durant el recobriment, s'aplica a la superfície ceràmica per ser metal·litzada amb una màquina de recobriment de pinzell o pasta.El gruix del recobriment és generalment de 30 ~ 60 mm.La pasta generalment es prepara a partir de pols de metall pur (de vegades s'afegeix un òxid metàl·lic adequat) amb una mida de partícules d'aproximadament 1 ~ 5um i adhesiu orgànic.
Les peces ceràmiques enganxades s'envien a un forn d'hidrogen i es sinteritzen amb hidrogen humit o amoníac esquerdat a 1300 ~ 1500 ℃ durant 30 ~ 60 minuts.Per a les peces ceràmiques recobertes amb hidrurs, s'han d'escalfar a uns 900 ℃ per descompondre els hidrurs i reaccionar amb metall pur o titani (o zirconi) restant a la superfície ceràmica per obtenir un recobriment metàl·lic a la superfície ceràmica.
Per a la capa metal·litzada Mo Mn, per mullar-la amb la soldadura, una capa de níquel d'1,4 ~ 5um s'ha de galvanitzar o recobrir amb una capa de níquel en pols.Si la temperatura de soldadura és inferior a 1000 ℃, la capa de níquel s'ha de sinteritzar prèviament en un forn d'hidrogen.La temperatura i el temps de sinterització són de 1000 ℃ / 15 ~ 20 min.
Les ceràmiques tractades són peces metàl·liques, que s'acoblaran en un tot amb acer inoxidable o grafit i motlles ceràmics.La soldadura s'ha d'instal·lar a les juntes i la peça de treball s'ha de mantenir neta durant tota l'operació i no s'ha de tocar amb les mans nues.
La soldadura es realitzarà en un forn d'argó, hidrogen o buit.La temperatura de soldadura depèn del metall d'aportació de la soldadura.Per evitar l'esquerda de les peces ceràmiques, la velocitat de refrigeració no ha de ser massa ràpida.A més, la soldadura forta també pot aplicar una certa pressió (aproximadament 0,49 ~ 0,98mpa).
A més de la inspecció de qualitat de la superfície, les soldadures soldades també estaran subjectes a xoc tèrmic i inspecció de propietats mecàniques.Les peces de segellat dels dispositius de buit també s'han de sotmetre a proves de fuites d'acord amb la normativa pertinent.
(2) Soldadura directa quan es solda directament (mètode de metall actiu), primer netegeu la superfície de les soldadures de ceràmica i metall i després munteu-les.Per tal d'evitar esquerdes causades per diferents coeficients d'expansió tèrmica dels materials components, la capa amortidor (una o més capes de làmines metàl·liques) es pot girar entre les soldadures.El metall d'aportació de soldadura s'ha de subjectar entre dues soldadures o col·locat a la posició on l'espai s'omple amb metall d'aportació de soldadura en la mesura del possible, i després s'ha de dur a terme com la soldadura al buit normal.
Si s'utilitza soldadura Ag Cu Ti per a la soldadura directa, s'ha d'adoptar el mètode de soldadura al buit.Quan el grau de buit al forn arriba a 2,7 × Comenceu a escalfar a 10-3pa, i la temperatura pot augmentar ràpidament en aquest moment;Quan la temperatura s'aproxima al punt de fusió de la soldadura, la temperatura s'ha d'augmentar lentament per fer que la temperatura de totes les parts de la soldadura tendeix a ser la mateixa;Quan la soldadura es fon, la temperatura s'elevarà ràpidament a la temperatura de soldadura i el temps de retenció serà de 3 a 5 minuts;Durant el refredament, s'ha de refredar lentament abans dels 700 ℃ i es pot refredar de manera natural amb el forn després dels 700 ℃.
Quan la soldadura activa de Ti Cu es solda directament, la forma de soldadura pot ser una làmina de Cu més pols de Ti o peces de Cu més una làmina de Ti, o la superfície ceràmica es pot recobrir amb pols de Ti més una làmina de Cu.Abans de la soldadura, totes les peces metàl·liques s'han de desgasificar al buit.La temperatura de desgasificació del coure lliure d'oxigen serà de 750 ~ 800 ℃, i Ti, Nb, Ta, etc. s'ha de desgasificar a 900 ℃ durant 15 minuts.En aquest moment, el grau de buit no ha de ser inferior a 6,7 × 10-3 Pa。 Durant la soldadura, munteu els components que cal soldar a l'aparell, escalfeu-los al forn de buit a 900 ~ 1120 ℃ i el temps de retenció és de 2 ~ 5 min.Durant tot el procés de soldadura, el grau de buit no ha de ser inferior a 6,7 × 10-3Pa.
El procés de soldadura del mètode Ti Ni és similar al del mètode Ti Cu, i la temperatura de soldadura és de 900 ± 10 ℃.
(3) Mètode de soldadura per òxid El mètode de soldadura per òxid és un mètode per realitzar una connexió fiable mitjançant l'ús de la fase de vidre formada per la fusió de la soldadura d'òxid per infiltrar-se a la ceràmica i mullar la superfície metàl·lica.Pot connectar ceràmica amb ceràmica i ceràmica amb metalls.Els metalls de farciment de soldadura amb òxid es componen principalment d'Al2O3, Cao, Bao i MgO.Afegint B2O3, Y2O3 i ta2o3, es poden obtenir metalls d'aportació de soldadura amb diversos punts de fusió i coeficients d'expansió lineal.A més, els metalls de farciment per soldadura amb fluor amb CaF2 i NaF com a components principals també es poden utilitzar per connectar ceràmiques i metalls per obtenir juntes d'alta resistència i alta resistència a la calor.
Hora de publicació: 13-juny-2022