1. Brazabilidade
É difícil soldar compoñentes cerámicos e cerámicos, cerámicos e metálicos.A maior parte da soldadura forma unha bola na superficie cerámica, con pouca ou ningunha humectación.O metal de recheo de soldadura que pode mollar a cerámica é fácil de formar unha variedade de compostos fráxiles (como carburos, siliciuros e compostos ternarios ou multivariados) na interface xunta durante a soldadura.A existencia destes compostos afecta ás propiedades mecánicas da unión.Ademais, debido á gran diferenza de coeficientes de expansión térmica entre a cerámica, o metal e a soldadura, haberá tensión residual na unión despois de que a temperatura de soldadura se arrefríe a temperatura ambiente, o que pode causar rachaduras na xunta.
A mollabilidade da soldadura na superficie cerámica pódese mellorar engadindo elementos metálicos activos á soldadura común;A baixa temperatura e a soldadura por pouco tempo poden reducir o efecto da reacción da interface;O estrés térmico da unión pódese reducir deseñando unha forma de unión adecuada e utilizando como capa intermedia un metal dunha ou varias capas.
2. Soldar
A cerámica e o metal adoitan conectarse nun forno de baleiro ou nun forno de hidróxeno e argón.Ademais das características xerais, a soldadura de metais de recheo para dispositivos electrónicos de baleiro tamén debería ter algúns requisitos especiais.Por exemplo, a soldadura non debe conter elementos que produzan alta presión de vapor, para non provocar fugas dieléctricas e envelenamento do cátodo dos dispositivos.En xeral, especifícase que cando o dispositivo está funcionando, a presión de vapor da soldadura non debe exceder 10-3pa, e as impurezas de alta presión de vapor contidas non deben superar o 0,002% ~ 0,005%;O w (o) da soldadura non debe superar o 0,001 %, para evitar o vapor de auga xerado durante a soldadura en hidróxeno, que pode provocar salpicaduras de metal de soldadura fundido;Ademais, a soldadura debe estar limpa e libre de óxidos superficiais.
Ao soldar despois da metalización cerámica, pódense usar cobre, base, cobre prata, cobre dourado e outros metais de recheo de soldadura de aliaxe.
Para a soldadura directa de cerámica e metais, seleccionaranse metais de recheo que conteñan elementos activos Ti e Zr.Os metais de recheo binarios son principalmente Ti Cu e Ti Ni, que se poden usar a 1100 ℃.Entre as soldaduras ternarias, Ag Cu Ti (W) (TI) é a soldadura máis utilizada, que se pode usar para a soldadura directa de varias cerámicas e metais.O metal de recheo ternario pode usarse mediante folla, po ou metal de recheo eutéctico Ag Cu con po Ti.O metal de recheo de soldadura B-ti49be2 ten unha resistencia á corrosión similar ao aceiro inoxidable e baixa presión de vapor.Pódese seleccionar preferentemente nas xuntas de selado ao baleiro con resistencia á oxidación e á fuga.Na soldadura ti-v-cr, a temperatura de fusión é a máis baixa (1620 ℃) cando w (V) é do 30%, e a adición de Cr pode reducir eficazmente o intervalo de temperatura de fusión.A soldadura B-ti47.5ta5 sen Cr utilizouse para a soldadura directa de alúmina e óxido de magnesio, e a súa unión pode funcionar a unha temperatura ambiente de 1000 ℃.A táboa 14 mostra o fluxo activo para a conexión directa entre cerámica e metal.
Táboa 14 Metais de recheo de soldadura activa para soldadura cerámica e metálica
2. Tecnoloxía de soldadura
A cerámica premetalizada pódese soldar en gas inerte de alta pureza, hidróxeno ou ambiente de baleiro.A soldadura ao baleiro úsase xeralmente para a soldadura directa de cerámica sen metalización.
(1) Proceso de soldadura universal O proceso de soldadura universal de cerámica e metal pódese dividir en sete procesos: limpeza de superficies, revestimento de pasta, metalización de superficies cerámicas, niquelado, soldadura e inspección posterior á soldadura.
O obxectivo da limpeza da superficie é eliminar manchas de aceite, manchas de suor e película de óxido na superficie do metal base.As pezas metálicas e a soldadura deben desengraxarse primeiro, despois a película de óxido eliminarase mediante lavado con ácido ou alcalino, lavada con auga corrente e secada.As pezas con altos requisitos serán tratadas térmicamente nun forno ao baleiro ou nun forno de hidróxeno (tamén se pode usar o método de bombardeo iónico) á temperatura e ao tempo adecuados para purificar a superficie das pezas.As pezas limpas non deben entrar en contacto con obxectos graxos nin coas mans.Colocaranse inmediatamente no seguinte proceso ou no secador.Non deben estar expostos ao aire durante moito tempo.As pezas cerámicas limparanse con acetona e ultrasóns, lavaranse con auga corrente e, finalmente, ferveranse dúas veces con auga desionizada durante 15 minutos cada vez.
O revestimento de pasta é un proceso importante de metalización cerámica.Durante o revestimento, aplícase á superficie cerámica para metalizar cun pincel ou unha máquina de revestimento de pasta.O grosor do revestimento é xeralmente de 30 ~ 60 mm.A pasta prepárase xeralmente a partir de po de metal puro (ás veces engádese óxido metálico apropiado) cun tamaño de partícula de aproximadamente 1 ~ 5um e adhesivo orgánico.
As pezas cerámicas pegadas son enviadas a un forno de hidróxeno e sinterizadas con hidróxeno húmido ou amoníaco rachado a 1300 ~ 1500 ℃ durante 30 ~ 60 min.Para as pezas cerámicas recubertas con hidruros, quentaranse a uns 900 ℃ para descompoñer os hidruros e reaccionar co metal puro ou titanio (ou circonio) que queda na superficie cerámica para obter un revestimento metálico na superficie cerámica.
Para a capa metalizada de Mo Mn, para mollarla coa soldadura, unha capa de níquel de 1,4 ~ 5um debe ser electrochapada ou recuberta cunha capa de níquel en po.Se a temperatura de soldadura é inferior a 1000 ℃, a capa de níquel debe presinterizarse nun forno de hidróxeno.A temperatura e o tempo de sinterización son 1000 ℃ /15 ~ 20 min.
As cerámicas tratadas son pezas metálicas, que se ensamblarán nun conxunto con moldes de aceiro inoxidable ou grafito e cerámica.Instalarase soldadura nas unións e manterase limpa a peza durante toda a operación e non se tocará coas mans.
A soldadura soldada realizarase nun forno de argón, hidróxeno ou baleiro.A temperatura de soldadura depende do metal de recheo.Para evitar a rachadura das pezas cerámicas, a velocidade de arrefriamento non debe ser demasiado rápida.Ademais, a soldadura tamén pode aplicar unha certa presión (uns 0,49 ~ 0,98 mpa).
Ademais da inspección da calidade da superficie, as soldaduras soldadas tamén estarán sometidas a inspección de choque térmico e propiedades mecánicas.As pezas de selado dos dispositivos de baleiro tamén deben someterse a probas de fuga segundo a normativa pertinente.
(2) Soldadura directa ao soldar directamente (método de metal activo), primeiro limpe a superficie das soldaduras cerámicas e metálicas e, a continuación, montalas.Co fin de evitar gretas causadas por diferentes coeficientes de expansión térmica dos materiais compoñentes, a capa tampón (unha ou máis capas de chapas metálicas) pódese xirar entre as soldaduras.O metal de recheo de soldadura suxeitarase entre dúas soldaduras ou colocarase na posición onde se enche o oco con metal de recheo de soldadura, na medida do posible, e a continuación realizarase a soldadura como a soldadura ao baleiro común.
Se se usa soldadura Ag Cu Ti para a soldadura directa, adoptarase o método de soldadura ao baleiro.Cando o grao de baleiro no forno chega a 2,7 × Comeza a quentar a 10-3pa e a temperatura pode aumentar rapidamente neste momento;Cando a temperatura está preto do punto de fusión da soldadura, a temperatura debe aumentarse lentamente para que a temperatura de todas as partes da soldadura tende a ser a mesma;Cando a soldadura está derretida, a temperatura elevarase rapidamente ata a temperatura de soldadura e o tempo de mantemento será de 3 ~ 5 min;Durante o arrefriamento, arrefriarase lentamente antes de 700 ℃ e pódese arrefriar de forma natural co forno despois de 700 ℃.
Cando a soldadura activa de Ti Cu se solda directamente, a forma de soldadura pode ser folla de Cu máis po de Ti ou pezas de Cu máis folla de Ti, ou a superficie cerámica pódese recubrir con po de Ti máis folla de Cu.Antes da soldadura, todas as pezas metálicas deben ser desgasificadas ao baleiro.A temperatura de desgasificación do cobre libre de osíxeno será de 750 ~ 800 ℃, e Ti, Nb, Ta, etc. debe ser desgasificado a 900 ℃ durante 15 min.Neste momento, o grao de baleiro non debe ser inferior a 6,7 × 10-3Pa。 Durante a soldadura, monte os compoñentes que se van soldar no dispositivo, quéntaos no forno de baleiro a 900 ~ 1120 ℃ e o tempo de espera é de 2 ~ 5 min.Durante todo o proceso de soldadura, o grao de baleiro non debe ser inferior a 6,7 × 10-3 Pa.
O proceso de soldadura do método Ti Ni é semellante ao do método Ti Cu e a temperatura de soldadura é de 900 ± 10 ℃.
(3) Método de soldadura de óxido O método de soldadura de óxido é un método para realizar unha conexión fiable mediante o uso da fase de vidro formada pola fusión da soldadura de óxido para infiltrarse na cerámica e mollar a superficie metálica.Pode conectar cerámica con cerámica e cerámica con metais.Os metais de recheo de soldadura con óxido están compostos principalmente por Al2O3, Cao, Bao e MgO.Engadindo B2O3, Y2O3 e ta2o3 pódense obter metais de recheo de soldadura con varios puntos de fusión e coeficientes de expansión lineal.Ademais, os metais de recheo de soldadura con fluoruro con CaF2 e NaF como compoñentes principais tamén se poden usar para conectar cerámicas e metais para obter unións con alta resistencia e alta resistencia á calor.
Hora de publicación: 13-Xun-2022