1. Тітіркену
Керамикалық және керамикалық, керамикалық және металл компоненттерін пісіру қиын.Дәнекерлеудің көп бөлігі керамикалық бетінде шарды құрайды, аз немесе мүлдем суланбайды.Керамиканы сулай алатын дәнекерлеуші толтырғыш металл дәнекерлеу кезінде түйісу беткейінде әртүрлі сынғыш қосылыстар (мысалы, карбидтер, силицидтер және үштік немесе көп өзгермелі қосылыстар) түзіледі.Бұл қосылыстардың болуы қосылыстың механикалық қасиеттеріне әсер етеді.Сонымен қатар, керамика, металл және дәнекерлеу арасындағы термиялық кеңею коэффициенттерінің үлкен айырмашылығына байланысты, дәнекерлеу температурасы бөлме температурасына дейін салқындағаннан кейін қосылыста қалдық кернеу пайда болады, бұл буындардың крекингіне әкелуі мүмкін.
Керамикалық беттегі дәнекерлеудің ылғалдануын қарапайым дәнекерлеуге белсенді металл элементтерін қосу арқылы жақсартуға болады;Төмен температура және қысқа мерзімді пісіру интерфейс реакциясының әсерін азайтуы мүмкін;Түйіннің жылу кернеуін қолайлы қосылыс пішінін жобалау және аралық қабат ретінде бір немесе көп қабатты металды пайдалану арқылы азайтуға болады.
2. Дәнекерлеу
Керамика мен металл әдетте вакуумдық пеште немесе сутегі және аргон пешінде қосылады.Жалпы сипаттамалардан басқа, вакуумды электронды құрылғыларға арналған дәнекерлеуші толтырғыш металдар да кейбір арнайы талаптарға ие болуы керек.Мысалы, дәнекерлеуде диэлектрлік ағып кетуді және құрылғылардың катодты улануын тудырмау үшін жоғары бу қысымын тудыратын элементтер болмауы керек.Әдетте құрылғы жұмыс істеп тұрған кезде дәнекерлеудің бу қысымы 10-3pa аспауы керек, ал құрамындағы бу қысымы жоғары қоспалар 0,002% ~ 0,005% аспауы керек;Балқытылған дәнекерленген металдың шашырауын тудыруы мүмкін сутегімен пісіру кезінде пайда болатын су буының алдын алу үшін дәнекерлеудің w (o) 0,001% аспауы керек;Сонымен қатар, дәнекерлеуші таза және беткі оксидтерден таза болуы керек.
Керамикалық металдандырылғаннан кейін дәнекерлеу кезінде мыс, негіз, күміс мыс, алтын мыс және басқа қорытпалы дәнекерлеуші толтырғыш металдарды пайдалануға болады.
Керамика мен металдарды тікелей дәнекерлеу үшін Ti және Zr белсенді элементтері бар дәнекерлеуші толтырғыш металдар таңдалуы керек.Екілік толтырғыш металдар негізінен Ti Cu және Ti Ni болып табылады, оларды 1100 ℃ температурада қолдануға болады.Үштік дәнекерлеуіштердің арасында Ag Cu Ti (W) (TI) ең көп қолданылатын дәнекер болып табылады, оны әртүрлі керамика мен металдарды тікелей дәнекерлеуге қолдануға болады.Үштік толтырғыш металды фольга, ұнтақ немесе Ti ұнтағы бар Ag Cu эвтектикалық толтырғыш металды қолдануға болады.B-ti49be2 дәнекерлеуші толтырғыш металы тот баспайтын болатқа және төмен бу қысымына ұқсас коррозияға төзімділікке ие.Оны тотығуға және ағып кетуге төзімділігі бар вакуумды тығыздағыш қосылыстарда таңдауға болады.Ti-v-cr дәнекерлеуішінде w (V) 30% болғанда балқу температурасы ең төмен (1620 ℃) болады және Cr қосу балқу температурасының диапазонын тиімді түрде азайтуы мүмкін.Cr жоқ B-ti47.5ta5 дәнекерлеу алюминий тотығы мен магний оксидін тікелей дәнекерлеу үшін қолданылған және оның қосылысы 1000 ℃ қоршаған орта температурасында жұмыс істей алады.14-кесте керамика мен металды тікелей қосу үшін белсенді ағынды көрсетеді.
14-кесте Керамикалық және металды дәнекерлеуге арналған белсенді дәнекерлеу толтырғыш металдар
2. Пісіру технологиясы
Алдын ала металдандырылған керамика жоғары таза инертті газда, сутегі немесе вакуумдық ортада дәнекерлеуге болады.Вакуумды дәнекерлеу әдетте керамикалық бұйымдарды металдандырмай тікелей дәнекерлеу үшін қолданылады.
(1) Әмбебап дәнекерлеу процесі керамика мен металды әмбебап дәнекерлеу процесін жеті процеске бөлуге болады: бетті тазалау, паста жабу, керамикалық бетті металдандыру, никельмен қаптау, дәнекерлеу және дәнекерлеуден кейінгі тексеру.
Бетті тазалаудың мақсаты негізгі металдың бетіндегі май дағын, тер дағын және оксидті қабықшаны кетіру болып табылады.Металл бөлшектерді және дәнекерлеуді алдымен майсыздандыру керек, содан кейін оксидті қабықшаны қышқылмен немесе сілтімен жуу арқылы алып тастау, ағынды сумен жуып, кептіру керек.Жоғары талаптарға ие бөлшектер вакуумдық пеште немесе сутегі пешінде (ионды бомбалау әдісін де қолдануға болады) бөлшектердің бетін тазарту үшін тиісті температура мен уақытта термиялық өңдеуден өтуі керек.Тазаланған бөліктер майлы заттарға немесе жалаң қолдарға тиіп кетпеуі керек.Оларды дереу келесі процесске немесе кептіргішке салу керек.Олар ұзақ уақыт бойы ауада болмауы керек.Керамикалық бөліктерді ацетонмен және ультрадыбыстықпен тазартып, ағынды сумен жуып, соңында әр жолы 15 минут бойы ионсыздандырылған сумен екі рет қайнатыңыз.
Пастамен қаптау керамикалық металдандырудың маңызды процесі болып табылады.Қаптау кезінде ол щеткамен немесе пастамен жабу машинасымен металдандырылатын керамикалық бетке қолданылады.Қаптаманың қалыңдығы әдетте 30 ~ 60 мм.Паста әдетте бөлшектерінің мөлшері шамамен 1 ~ 5um болатын таза металл ұнтағынан (кейде тиісті металл оксиді қосылады) және органикалық желімнен дайындалады.
Жабысқан керамикалық бөлшектер сутегі пешіне жіберіледі және дымқыл сутегімен немесе жарылған аммиакпен 1300 ~ 1500 ℃ температурада 30 ~ 60 минут бойы агломерацияланады.Гидридтермен қапталған керамикалық бөлшектер үшін гидридтерді ыдырату және керамика бетінде металл жабын алу үшін керамика бетінде қалған таза металмен немесе титанмен (немесе циркониймен) әрекеттесуі үшін оларды шамамен 900 ℃ дейін қыздыру керек.
Mo Mn металдандырылған қабат үшін оны дәнекермен ылғалдандыру үшін 1,4 ~ 5um никель қабаты электроплантациялануы немесе никель ұнтағының қабатымен қапталуы керек.Егер дәнекерлеу температурасы 1000 ℃ төмен болса, никель қабатын сутегі пешінде алдын ала агломерациялау қажет.Агломерация температурасы мен уақыты 1000 ℃ /15 ~ 20 мин.
Өңделген керамика - бұл тот баспайтын болаттан немесе графитпен және керамикалық қалыптармен біртұтас етіп жиналатын металл бөлшектер.Дәнекерлеу қосылыстарға орнатылуы керек, ал дайындама бүкіл операция кезінде таза болуы керек және жалаң қолмен ұсталмауы керек.
Пісіру аргон, сутегі немесе вакуумдық пеште жүзеге асырылады.Пісіру температурасы дәнекерлеуге арналған толтырғыш металға байланысты.Керамикалық бөлшектердің жарылуын болдырмау үшін салқындату жылдамдығы тым жылдам болмауы керек.Сонымен қатар, дәнекерлеу белгілі бір қысымды (шамамен 0,49 ~ 0,98 мпа) қолдана алады.
Бетінің сапасын тексеруден басқа, дәнекерленген дәнекерленген қосылыстар термиялық соққыға және механикалық қасиетке тексеруден өтуі керек.Вакуумдық құрылғылардың тығыздағыш бөліктері де тиісті ережелерге сәйкес ағып кету сынағынан өтуі керек.
(2) Тікелей дәнекерлеу кезінде тікелей дәнекерлеу (белсенді металл әдісі), алдымен керамикалық және металл дәнекерлеудің бетін тазалаңыз, содан кейін оларды жинаңыз.Құрамдас материалдардың әртүрлі термиялық кеңею коэффициенттерінен туындаған жарықшақтарды болдырмау үшін буферлік қабат (бір немесе бірнеше металл қаңылтыр қабаттары) дәнекерлеулер арасында бұрылуы мүмкін.Пісіруге арналған толтырғыш металды екі дәнекерлеудің арасына бекітеді немесе саңылау мүмкіндігінше дәнекерлеуші металмен толтырылатын орынға қойылады, содан кейін дәнекерлеу кәдімгі вакуумдық дәнекерлеу сияқты жүзеге асырылады.
Тікелей дәнекерлеу үшін Ag Cu Ti дәнекерлеуі пайдаланылса, вакуумды дәнекерлеу әдісі қабылданады.Пештегі вакуумдық дәрежесі 2,7 × жеткенде 10-3pa жылытуды бастаңыз және бұл уақытта температура тез көтерілуі мүмкін;Температура дәнекерлеудің балқу нүктесіне жақын болғанда, дәнекерлеудің барлық бөліктерінің температурасы бірдей болуы үшін температураны баяу көтеру керек;Дәнекер еріген кезде температура дәнекерлеу температурасына дейін тез көтерілуі керек, ал ұстау уақыты 3 ~ 5 мин болуы керек;Салқындату кезінде оны 700 ℃ дейін баяу салқындату керек және оны 700 ℃ кейін пешпен табиғи түрде салқындатуға болады.
Ti Cu белсенді дәнекерлеуді тікелей дәнекерлеу кезінде дәнекерлеу түрі Cu фольгасы плюс Ti ұнтағы немесе Cu бөліктері және Ti фольгасы болуы мүмкін немесе керамикалық беті Ti ұнтағы мен Cu фольгасымен қапталуы мүмкін.Пісіру алдында барлық металл бөлшектерді вакууммен газсыздандыру керек.Оттегісіз мыстың газсыздандыру температурасы 750 ~ 800 ℃ болуы керек, ал Ti, Nb, Ta және т.б. 900 ℃ температурада 15 минут бойы газсыздандырылуы керек.Бұл уақытта вакуумдық дәрежесі 6,7 × 10-3Па төмен болмауы керек。 Пісіру кезінде дәнекерленетін компоненттерді арматураға жинаңыз, оларды вакуумдық пеште 900 ~ 1120 ℃ дейін қыздырыңыз, ал ұстау уақыты - 2 ~ 5 мин.Бүкіл дәнекерлеу процесі кезінде вакуумдық дәрежесі 6,7 × 10-3 Па кем болмауы керек.
Ti Ni әдісінің дәнекерлеу процесі Ti Cu әдісіне ұқсас және пісіру температурасы 900 ± 10 ℃.
(3) Оксидті дәнекерлеу әдісі - оксидті дәнекерлеу әдісі керамикаға инфильтрациялау және металл бетін ылғалдандыру үшін оксидті дәнекерлеуді балқыту нәтижесінде пайда болған шыны фазаны пайдалану арқылы сенімді қосылымды жүзеге асыру әдісі.Ол керамиканы керамикамен, керамиканы металдармен байланыстыра алады.Тотықты дәнекерлеуші толтырғыш металдар негізінен Al2O3, Cao, Bao және MgO-дан тұрады.B2O3, Y2O3 және ta2o3 қосу арқылы әртүрлі балқу нүктелері мен сызықтық кеңею коэффициенттері бар дәнекерлеуші толтырғыш металдарды алуға болады.Сонымен қатар, негізгі компоненттері ретінде CaF2 және NaF бар фторидті дәнекерлеуші толтырғыш металдар, сонымен қатар жоғары беріктігі мен жоғары ыстыққа төзімді қосылыстар алу үшін керамика мен металдарды қосу үшін пайдаланылуы мүмкін.
Жіберу уақыты: 13 маусым 2022 ж