1. Pastga chidamlilik
Keramika va keramika, keramika va metall komponentlarini payvandlash qiyin. Lehimning ko'p qismi keramik yuzasida shar hosil qiladi, ho'llash deyarli yo'q yoki umuman bo'lmaydi. Keramikani namlay oladigan payvandlash plomba metalli payvandlash paytida bo'g'im chegarasida turli xil mo'rt birikmalarni (masalan, karbidlar, silitsidlar va uchlik yoki ko'p o'zgaruvchan birikmalar) hosil qilishi mumkin. Bu birikmalarning mavjudligi bo'g'imning mexanik xususiyatlariga ta'sir qiladi. Bundan tashqari, keramika, metall va lehim o'rtasidagi issiqlik kengayish koeffitsientlarining katta farqi tufayli, payvandlash harorati xona haroratiga qadar soviganidan keyin bo'g'imda qoldiq kuchlanish bo'ladi, bu esa bo'g'imning yorilishiga olib kelishi mumkin.
Keramik sirtdagi lehimning namlanishini umumiy lehimga faol metall elementlarni qo'shish orqali yaxshilash mumkin; Past harorat va qisqa muddatli payvandlash interfeys reaksiyasining ta'sirini kamaytirishi mumkin; Bog'lanishning termal kuchlanishini mos keladigan bo'g'in shaklini loyihalash va oraliq qatlam sifatida bitta yoki ko'p qatlamli metalldan foydalanish orqali kamaytirish mumkin.
2. Lehim
Keramika va metall odatda vakuumli pechda yoki vodorod va argonli pechda ulanadi. Umumiy xususiyatlardan tashqari, vakuumli elektron qurilmalar uchun payvandlash plomba metallari ham ba'zi maxsus talablarga ega bo'lishi kerak. Masalan, dielektrik oqishiga va qurilmalarning katod bilan zaharlanishiga olib kelmasligi uchun lehim tarkibida yuqori bug 'bosimini hosil qiluvchi elementlar bo'lmasligi kerak. Odatda, qurilma ishlayotganda, lehimning bug' bosimi 10-3pa dan oshmasligi va tarkibidagi yuqori bug' bosimi aralashmalari 0,002% ~ 0,005% dan oshmasligi kerakligi ko'rsatilgan; Lehimning w (o) qiymati 0,001% dan oshmasligi kerak, bu esa vodorodda payvandlash paytida hosil bo'ladigan suv bug'ining oldini oladi, bu esa eritilgan lehim metallining sachrashiga olib kelishi mumkin; Bundan tashqari, lehim toza va sirt oksidlaridan xoli bo'lishi kerak.
Keramika metallizatsiyasidan keyin payvandlashda mis, asos, kumush mis, oltin mis va boshqa qotishma payvandlash plomba metallaridan foydalanish mumkin.
Keramika va metallarni to'g'ridan-to'g'ri payvandlash uchun Ti va Zr faol elementlarini o'z ichiga olgan payvandlash plomba metallari tanlanishi kerak. Ikkilik plomba metallari asosan Ti Cu va Ti Ni bo'lib, ular 1100 ℃ da ishlatilishi mumkin. Uchlamchi lehim orasida Ag Cu Ti (W) (TI) eng ko'p ishlatiladigan lehim bo'lib, u turli keramika va metallarni to'g'ridan-to'g'ri payvandlash uchun ishlatilishi mumkin. Uchlamchi plomba metall folga, kukun yoki Ti kukuni qo'shilgan Ag Cu evtektik plomba metalli sifatida ishlatilishi mumkin. B-ti49be2 payvandlash plomba metalli zanglamaydigan po'latga o'xshash korroziyaga chidamlilik va past bug 'bosimiga ega. Uni vakuumli muhrlash bo'g'inlarida oksidlanish va oqish qarshiligi bilan afzal ko'rish mumkin. Ti-v-cr lehimida, w (V) 30% bo'lganda erish harorati eng past (1620 ℃) bo'ladi va Cr qo'shilishi erish harorati oralig'ini samarali ravishda kamaytirishi mumkin. Crsiz B-ti47.5ta5 lehimi alyuminiy oksidi va magniy oksidini to'g'ridan-to'g'ri lehimlash uchun ishlatilgan va uning birikmasi 1000 ℃ atrof-muhit haroratida ishlashi mumkin. 14-jadvalda keramika va metall o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri ulanish uchun faol oqim ko'rsatilgan.
14-jadval Keramika va metall payvandlash uchun faol payvandlash plomba metallari
2. Lehimlash texnologiyasi
Oldindan metalllashtirilgan keramika yuqori tozalikdagi inert gaz, vodorod yoki vakuum muhitida lehimlanishi mumkin. Vakuumli lehimlash odatda metalllashtirmasdan keramikani to'g'ridan-to'g'ri lehimlash uchun ishlatiladi.
(1) Universal payvandlash jarayoni Keramika va metallni universal payvandlash jarayonini yetti jarayonga bo'lish mumkin: sirtni tozalash, macun qoplamasi, keramik sirtni metalllashtirish, nikel qoplamasi, payvandlash va payvandlashdan keyingi tekshirish.
Sirtni tozalashning maqsadi asosiy metall yuzasidagi moy dog'larini, ter dog'larini va oksid plyonkasini olib tashlashdir. Metall qismlar va lehim avval yog'sizlantiriladi, so'ngra oksid plyonkasi kislota yoki ishqor bilan yuviladi, oqayotgan suv bilan yuviladi va quritiladi. Yuqori talablarga ega qismlar qismlar yuzasini tozalash uchun vakuumli pechda yoki vodorodli pechda (ion bombardimon usuli ham qo'llanilishi mumkin) tegishli harorat va vaqtda issiqlik bilan ishlov beriladi. Tozalangan qismlar yog'li narsalarga yoki yalang'och qo'llarga tegmasligi kerak. Ular darhol keyingi jarayonga yoki quritgichga qo'yilishi kerak. Ular uzoq vaqt havoga ta'sir qilmasligi kerak. Keramik qismlar aseton va ultratovush bilan tozalanadi, oqayotgan suv bilan yuviladi va nihoyat har safar ikki marta deionlangan suv bilan 15 daqiqa qaynatiladi.
Pasta qoplamasi keramik metallizatsiyaning muhim jarayonidir. Qoplama jarayonida u cho'tka yoki pasta qoplama mashinasi yordamida metalllashtiriladigan keramik yuzasiga surtiladi. Qoplama qalinligi odatda 30 ~ 60 mm. Pasta odatda taxminan 1 ~ 5 mikron zarracha kattaligidagi sof metall kukunidan (ba'zan tegishli metall oksidi qo'shiladi) va organik yopishtiruvchi moddadan tayyorlanadi.
Yelimlangan keramik qismlar vodorod pechiga yuboriladi va nam vodorod yoki yorilgan ammiak bilan 1300 ~ 1500 ℃ da 30 ~ 60 daqiqa davomida sinterlanadi. Gidridlar bilan qoplangan keramik qismlar uchun ular gidridlarni parchalash va keramik yuzada qolgan sof metall yoki titan (yoki sirkoniy) bilan reaksiyaga kirishish uchun taxminan 900 ℃ gacha qizdiriladi va keramik yuzada metall qoplama hosil bo'ladi.
MoMn metalllashtirilgan qatlami uchun, uni lehim bilan namlash uchun, 1,4 ~ 5um nikel qatlami elektrokaplama yoki nikel kukuni qatlami bilan qoplanishi kerak. Agar payvandlash harorati 1000 ℃ dan past bo'lsa, nikel qatlami vodorod pechida oldindan sinterlanishi kerak. Sinterlash harorati va vaqti 1000 ℃ /15 ~ 20 daqiqa.
Qayta ishlangan keramika metall qismlar bo'lib, ular zanglamaydigan po'lat yoki grafit va keramik qoliplar yordamida bir butunga yig'iladi. Bog'lanish joylariga lehim o'rnatilishi kerak va ish qismi butun ish davomida toza saqlanishi va yalang'och qo'llar bilan tegilmasligi kerak.
Payvandlash argon, vodorod yoki vakuumli pechda amalga oshiriladi. Payvandlash harorati payvandlash plomba metalliga bog'liq. Keramik qismlarning yorilishining oldini olish uchun sovutish tezligi juda tez bo'lmasligi kerak. Bundan tashqari, payvandlash ma'lum bir bosimni (taxminan 0,49 ~ 0,98 mpa) ham qo'llashi mumkin.
Sirt sifatini tekshirishdan tashqari, lehimlangan payvandlash qismlari ham termal zarba va mexanik xususiyatlarni tekshirishdan o'tkazilishi kerak. Vakuum qurilmalari uchun muhrlash qismlari ham tegishli qoidalarga muvofiq oqish sinovidan o'tkazilishi kerak.
(2) To'g'ridan-to'g'ri payvandlashda (faol metall usuli) avval keramik va metall payvandlash joylarining yuzasini tozalang, so'ngra ularni yig'ing. Komponent materiallarining turli issiqlik kengayish koeffitsientlari tufayli yoriqlar paydo bo'lishining oldini olish uchun bufer qatlami (bir yoki bir nechta metall plitalar qatlami) payvandlash joylari orasida aylantirilishi mumkin. Payvandlash plomba metalli ikkita payvandlash joyi orasiga qisilishi yoki iloji boricha payvandlash plomba metalli bilan to'ldirilgan joyga qo'yilishi kerak, so'ngra payvandlash oddiy vakuumli payvandlash kabi amalga oshiriladi.
Agar Ag Cu Ti lehimi to'g'ridan-to'g'ri payvandlash uchun ishlatilsa, vakuumli payvandlash usuli qo'llanilishi kerak. Pechdagi vakuum darajasi 2,7 × ga yetganda, 10-3pa da qizdirishni boshlang va bu vaqtda harorat tez ko'tarilishi mumkin; Harorat lehimning erish nuqtasiga yaqin bo'lganda, payvandlashning barcha qismlarining harorati bir xil bo'lishi uchun haroratni sekin ko'tarish kerak; Lehim eritilganda, harorat tezda payvandlash haroratiga ko'tarilishi kerak va ushlab turish vaqti 3 ~ 5 daqiqa bo'lishi kerak; Sovutish paytida u 700 ℃ dan oldin sekin sovutilishi kerak va 700 ℃ dan keyin pech bilan tabiiy ravishda sovutilishi mumkin.
Ti Cu faol lehimi to'g'ridan-to'g'ri lehimlanganda, lehim shakli Cu folga va Ti kukuni yoki Cu qismlari va Ti folga bo'lishi mumkin yoki keramik sirt Ti kukuni va Cu folga bilan qoplanishi mumkin. Lehimlashdan oldin barcha metall qismlar vakuum yordamida gazsizlantirilishi kerak. Kislorodsiz misning gazsizlanish harorati 750 ~ 800 ℃ bo'lishi kerak va Ti, Nb, Ta va boshqalar 900 ℃ da 15 daqiqa davomida gazsizlantirilishi kerak. Bu vaqtda vakuum darajasi 6,7 × 10-3Pa dan kam bo'lmasligi kerak. Lehimlash paytida payvandlanadigan qismlarni armatura ichiga yig'ing, ularni vakuum pechida 900 ~ 1120 ℃ gacha qizdiring va ushlab turish vaqti 2 ~ 5 daqiqa. Butun lehimlash jarayonida vakuum darajasi 6,7 × 10-3Pa dan kam bo'lmasligi kerak.
Ti Ni usulining payvandlash jarayoni Ti Cu usuliga o'xshaydi va lehimlash harorati 900 ± 10 ℃.
(3) Oksidli payvandlash usuli Oksidli payvandlash usuli - bu oksidli payvandlashning erishi natijasida hosil bo'lgan shisha fazasidan foydalanib, keramikaga singib, metall yuzasini namlash orqali ishonchli ulanishni amalga oshirish usuli. U keramikani keramika bilan, keramikani esa metallar bilan bog'lashi mumkin. Oksidli payvandlash plomba metallari asosan Al2O3, Cao, Bao va MgO dan iborat. B2O3, Y2O3 va ta2o3 qo'shish orqali turli erish nuqtalari va chiziqli kengayish koeffitsientlariga ega payvandlash plomba metallarini olish mumkin. Bundan tashqari, asosiy komponentlar sifatida CaF2 va NaF qo'shilgan ftorli payvandlash plomba metallari keramika va metallarni ulash uchun ham ishlatilishi mumkin, bu esa yuqori mustahkamlik va yuqori issiqlikka chidamlilik bilan bog'lanishlarni hosil qiladi.
Nashr vaqti: 2022-yil 13-iyun