1. Brazeabilità
Hè difficiule di brasà cumpunenti ceramichi è ceramichi, ceramichi è metallichi. A maiò parte di a saldatura forma una palla nantu à a superficia ceramica, cù poca o nisuna bagnatura. U metallu d'apportu di brasatura chì pò bagnà a ceramica hè faciule per furmà una varietà di cumposti fragili (cum'è carburi, siliciuri è cumposti ternari o multivariati) à l'interfaccia di a giuntura durante a brasatura. L'esistenza di sti cumposti affetta e proprietà meccaniche di a giuntura. Inoltre, per via di a grande differenza di coefficienti di dilatazione termica trà ceramica, metallu è saldatura, ci serà una tensione residuale in a giuntura dopu chì a temperatura di brasatura hè stata raffreddata à a temperatura ambiente, chì pò causà a frattura di a giuntura.
A bagnabilità di a saldatura nantu à a superficia ceramica pò esse migliurata aghjunghjendu elementi metallichi attivi à a saldatura cumuna; A bassa temperatura è a brasatura à cortu termine ponu riduce l'effettu di a reazione d'interfaccia; A tensione termica di a giuntura pò esse ridutta cuncependu una forma di giuntura adatta è aduprendu un metallu à unu o più strati cum'è stratu intermediu.
2. Saldatura
A ceramica è u metallu sò generalmente cunnessi in un fornu à vuoto o in un fornu à idrogenu è argon. In più di e caratteristiche generali, i metalli di riempimentu per a brasatura per i dispositivi elettronichi à vuoto devenu ancu avè alcuni requisiti speciali. Per esempiu, a saldatura ùn deve cuntene elementi chì producenu una alta pressione di vapore, per ùn causà perdite dielettriche è avvelenamentu catodicu di i dispositivi. Hè generalmente specificatu chì quandu u dispositivu funziona, a pressione di vapore di a saldatura ùn deve micca superà 10-3pa, è l'impurità à alta pressione di vapore cuntenute ùn devenu micca superà 0,002% ~ 0,005%; U w (o) di a saldatura ùn deve micca superà 0,001%, per evità u vapore acqueo generatu durante a brasatura in idrogenu, chì pò causà spruzzi di metallu di saldatura fusu; Inoltre, a saldatura deve esse pulita è priva di ossidi superficiali.
Quandu si brasa dopu à a metallizazione ceramica, si ponu aduprà rame, basa, rame d'argentu, rame d'oru è altri metalli d'apportu per brasatura in lega.
Per a brasatura diretta di ceramica è metalli, si devenu sceglie metalli d'apportu per brasatura chì cuntenenu elementi attivi Ti è Zr. I metalli d'apportu binari sò principalmente Ti Cu è Ti Ni, chì ponu esse aduprati à 1100 ℃. Trà a saldatura ternaria, Ag Cu Ti (W) (TI) hè a saldatura più cumunamente aduprata, chì pò esse aduprata per a brasatura diretta di varie ceramica è metalli. U metallu d'apportu ternariu pò esse adupratu da foglia, polvere o metallu d'apportu eutetticu Ag Cu cù polvere di Ti. U metallu d'apportu per brasatura B-ti49be2 hà una resistenza à a corrosione simile à l'acciaio inox è una bassa pressione di vapore. Pò esse sceltu preferenzialmente in i giunti di sigillatura à vuoto cù resistenza à l'ossidazione è à e perdite. In a saldatura ti-v-cr, a temperatura di fusione hè a più bassa (1620 ℃) quandu w (V) hè 30%, è l'aghjunta di Cr pò riduce efficacemente a gamma di temperatura di fusione. A saldatura B-ti47.5ta5 senza Cr hè stata aduprata per a brasatura diretta di allumina è ossidu di magnesiu, è a so giuntura pò funziunà à una temperatura ambiente di 1000 ℃. A tavula 14 mostra u flussu attivu per a cunnessione diretta trà a ceramica è u metallu.
Tavula 14 metalli d'apportu di brasatura attivi per brasatura ceramica è metallica
2. Tecnulugia di brasatura
A ceramica premetallizzata pò esse brasata in gas inerte di alta purezza, idrogenu o ambiente di vacuum. A brasatura à vacuum hè generalmente aduprata per a brasatura diretta di a ceramica senza metallizazione.
(1) Prucessu di brasatura universale u prucessu di brasatura universale di ceramica è metallu pò esse divisu in sette prucessi: pulizia di a superficia, rivestimentu in pasta, metallizazione di a superficia ceramica, nichelatura, brasatura è ispezione post saldatura.
U scopu di a pulizia di a superficia hè di caccià e macchie d'oliu, e macchie di sudore è u filmu d'ossidu nantu à a superficia di u metallu di basa. I pezzi metallichi è a saldatura devenu esse prima sgrassati, dopu u filmu d'ossidu deve esse eliminatu per lavaggiu acidu o alcalinu, lavatu cù acqua corrente è asciugatu. I pezzi cù esigenze elevate devenu esse trattati termicamente in un fornu à vuoto o in un fornu à idrogenu (pò ancu esse adupratu u metudu di bombardamentu ionicu) à a temperatura è u tempu adatti per purificà a superficia di i pezzi. I pezzi puliti ùn devenu micca esse in cuntattu cù oggetti grassi o mani nude. Devenu esse immediatamente messi in u prucessu prossimu o in l'asciugatrice. Ùn devenu micca esse esposti à l'aria per un bellu pezzu. I pezzi ceramichi devenu esse puliti cù acetone è ultrasoni, lavati cù acqua corrente, è infine bolliti duie volte cù acqua deionizzata per 15 minuti ogni volta.
U rivestimentu in pasta hè un prucessu impurtante di metallizazione ceramica. Durante u rivestimentu, hè applicatu à a superficia ceramica da metallizà cù una spazzola o una macchina per u rivestimentu in pasta. U spessore di u rivestimentu hè generalmente di 30 ~ 60 mm. A pasta hè generalmente preparata da polvere di metallu puru (qualchì volta si aghjusta un ossidu metallicu adattatu) cù una dimensione di particelle di circa 1 ~ 5 um è adesivo organicu.
I pezzi ceramichi incollati sò mandati à un fornu à idrogenu è sinterizzati cù idrogenu umitu o ammoniaca craccata à 1300 ~ 1500 ℃ per 30 ~ 60 minuti. Per i pezzi ceramichi rivestiti d'idruri, devenu esse riscaldati à circa 900 ℃ per decompone l'idruri è reagisce cù u metallu puru o u titaniu (o zirconiu) chì resta nantu à a superficia ceramica per ottene un rivestimentu metallicu nantu à a superficia ceramica.
Per u stratu metallizatu MoMn, per rende lu bagnatu cù a saldatura, un stratu di nichelu di 1,4 ~ 5 um deve esse elettroplaccatu o rivestitu cù un stratu di polvere di nichelu. Se a temperatura di brasatura hè inferiore à 1000 ℃, u stratu di nichelu deve esse pre-sinterizatu in un fornu à idrogenu. A temperatura è u tempu di sinterizazione sò 1000 ℃ / 15 ~ 20 min.
E ceramiche trattate sò pezzi metallichi, chì devenu esse assemblati in un inseme cù acciaio inox o grafite è stampi ceramici. A saldatura deve esse installata à i giunti, è a pezza deve esse mantenuta pulita durante tutta l'operazione, è ùn deve esse toccata à mani nude.
A brasatura deve esse realizata in un fornu à argon, idrogenu o à vuoto. A temperatura di brasatura dipende da u metallu d'apportu di brasatura. Per impedisce a crepatura di e parti ceramiche, a velocità di raffreddamentu ùn deve esse troppu rapida. Inoltre, a brasatura pò ancu applicà una certa pressione (circa 0,49 ~ 0,98mpa).
In più di l'ispezione di a qualità di a superficia, i pezzi saldati devenu ancu esse sottumessi à un'ispezione di shock termicu è di proprietà meccaniche. E parti di sigillatura per i dispositivi à vuoto devenu ancu esse sottumesse à una prova di tenuta secondu e normative pertinenti.
(2) Brasatura diretta quandu si brasa direttamente (metodu di metallu attivu), prima pulite a superficia di e saldature ceramiche è metalliche, è dopu assemblatele. Per evità crepe causate da diversi coefficienti di dilatazione termica di i materiali di i cumpunenti, u stratu tampone (unu o più strati di lamiere metalliche) pò esse rotatu trà e saldature. U metallu d'apportu di brasatura deve esse fissatu trà duie saldature o piazzatu in a pusizione induve u spaziu hè pienu di metallu d'apportu di brasatura u più luntanu pussibule, è dopu a brasatura deve esse effettuata cum'è a brasatura à vuoto ordinaria.
Sè a saldatura Ag Cu Ti hè aduprata per a brasatura diretta, si deve aduttà u metudu di brasatura à u vacuum. Quandu u gradu di vacuum in u fornu righjunghji 2,7 × Cuminciate à riscaldà à 10-3pa, è a temperatura pò cresce rapidamente in questu mumentu; Quandu a temperatura hè vicina à u puntu di fusione di a saldatura, a temperatura deve esse aumentata lentamente per fà chì a temperatura di tutte e parte di a saldatura tende à esse a stessa; Quandu a saldatura hè sciolta, a temperatura deve esse aumentata rapidamente à a temperatura di brasatura, è u tempu di mantenimentu deve esse di 3 ~ 5 minuti; Durante u raffreddamentu, deve esse raffreddato lentamente prima di 700 ℃, è pò esse raffreddato naturalmente cù u fornu dopu à 700 ℃.
Quandu a saldatura attiva TiCu hè brasata direttamente, a forma di saldatura pò esse una foglia di Cu più polvere di Ti o parti di Cu più una foglia di Ti, o a superficia ceramica pò esse rivestita cù polvere di Ti più una foglia di Cu. Prima di a brasatura, tutte e parti metalliche devenu esse degassate per vacuum. A temperatura di degassamentu di u rame senza ossigenu deve esse 750 ~ 800 ℃, è Ti, Nb, Ta, ecc. devenu esse degassati à 900 ℃ per 15 minuti. À questu tempu, u gradu di vacuum ùn deve esse inferiore à 6,7 × 10-3Pa. Durante a brasatura, assemblate i cumpunenti da saldà in l'apparecchiatura, riscaldateli in u fornu à vacuum à 900 ~ 1120 ℃, è u tempu di mantenimentu hè di 2 ~ 5 minuti. Durante tuttu u prucessu di brasatura, u gradu di vacuum ùn deve esse inferiore à 6,7 × 10-3Pa.
U prucessu di brasatura di u metudu Ti Ni hè simile à quellu di u metudu Ti Cu, è a temperatura di brasatura hè 900 ± 10 ℃.
(3) U metudu di brasatura à l'ossidu U metudu di brasatura à l'ossidu hè un metudu per realizà una cunnessione affidabile utilizendu a fase vetrosa furmata da a fusione di a saldatura à l'ossidu per infiltrà si in a ceramica è bagnà a superficia metallica. Pò cunnette a ceramica cù a ceramica è a ceramica cù i metalli. I metalli d'apportu per a brasatura à l'ossidu sò cumposti principalmente da Al2O3, Cao, Bao è MgO. Aghjunghjendu B2O3, Y2O3 è ta2o3, si ponu ottene metalli d'apportu per a brasatura cù diversi punti di fusione è coefficienti di dilatazione lineare. Inoltre, i metalli d'apportu per a brasatura à u fluoruru cù CaF2 è NaF cum'è cumpunenti principali ponu ancu esse aduprati per cunnette ceramica è metalli per ottene giunti cù alta resistenza è alta resistenza à u calore.
Data di publicazione: 13 di ghjugnu 2022