Brazing sa mga seramiko ug metal

1. Pagka-brazeability

Lisud ang pag-braze sa seramik ug seramik, seramik ug metal nga mga sangkap.Kadaghanan sa mga solder nagporma og bola sa seramik nga nawong, nga adunay gamay o walay basa.Ang brazing filler nga metal nga makabasa sa mga seramiko dali nga maporma ang lainlaing brittle compound (sama sa carbide, silicides ug ternary o multivariate compound) sa joint interface sa panahon sa brazing.Ang paglungtad niini nga mga compound makaapekto sa mekanikal nga mga kabtangan sa hiniusa.Dugang pa, tungod sa dako nga kalainan sa thermal expansion coefficients taliwala sa seramik, metal ug solder, adunay nahabilin nga stress sa hiniusa human ang brazing nga temperatura gipabugnaw sa temperatura sa lawak, nga mahimong hinungdan sa joint cracking.

Ang pagkabasa sa solder sa seramiko nga nawong mahimong mapauswag pinaagi sa pagdugang sa mga aktibo nga elemento sa metal sa sagad nga solder;Ubos nga temperatura ug mubo nga panahon brazing makapakunhod sa epekto sa interface reaksyon;Ang thermal stress sa joint mahimong mapakunhod pinaagi sa pagdesinyo sa usa ka angay nga joint form ug paggamit sa usa o multi-layer nga metal isip intermediate layer.

2. Solder

Ang seramik ug metal kasagarang konektado sa haw-ang nga hurno o hydrogen ug argon nga hurnohan.Gawas pa sa kinatibuk-ang mga kinaiya, ang brazing filler metal alang sa vacuum electronic device kinahanglan usab nga adunay pipila ka mga espesyal nga kinahanglanon.Pananglitan, ang solder kinahanglan dili maglangkob sa mga elemento nga nagpatunghag taas nga presyur sa alisngaw, aron dili magpahinabog dielectric leakage ug pagkahilo sa cathode sa mga aparato.Sa kinatibuk-an gipiho nga kung ang aparato nagtrabaho, ang presyur sa alisngaw sa solder dili molapas sa 10-3pa, ug ang taas nga presyur sa presyur sa alisngaw dili molapas sa 0.002% ~ 0.005%;Ang w (o) sa solder dili molapas sa 0.001%, aron malikayan ang alisngaw sa tubig nga namugna sa panahon sa brazing sa hydrogen, nga mahimong hinungdan sa pagsabwag sa tinunaw nga metal nga solder;Dugang pa, ang solder kinahanglan nga limpyo ug walay mga oksido sa nawong.

Kung ang brazing pagkahuman sa ceramic metallization, ang tumbaga, base, pilak nga tumbaga, bulawan nga tumbaga ug uban pang mga haluang metal nga brazing filler mahimong magamit.

Alang sa direkta nga pag-brazing sa mga seramiko ug metal, kinahanglan nga pilion ang brazing filler nga mga metal nga adunay mga aktibong elemento nga Ti ug Zr.Ang binary filler nga mga metal kasagaran Ti Cu ug Ti Ni, nga magamit sa 1100 ℃.Lakip sa ternary solder, ang Ag Cu Ti (W) (TI) mao ang labing kasagarang gigamit nga solder, nga mahimong magamit alang sa direkta nga brazing sa lainlaing mga seramiko ug metal.Ang ternary filler metal mahimong gamiton sa foil, powder o Ag Cu eutectic filler metal nga adunay Ti powder.Ang B-ti49be2 brazing filler metal adunay susama nga corrosion resistance sa stainless steel ug low vapor pressure.Mahimo kini nga gipili nga gipili sa mga lutahan nga nagbugkos sa vacuum nga adunay resistensya sa oksihenasyon ug pagtulo.Sa ti-v-cr solder, ang temperatura sa pagtunaw mao ang pinakaubos (1620 ℃) ​​kung ang w (V) mao ang 30%, ug ang pagdugang sa Cr mahimong epektibo nga makunhuran ang sakup sa temperatura sa pagtunaw.Ang B-ti47.5ta5 solder nga walay Cr gigamit para sa direktang brazing sa alumina ug magnesium oxide, ug ang joint niini mahimong motrabaho sa ambient temperature nga 1000 ℃.Table 14 nagpakita sa aktibo nga flux alang sa direkta nga koneksyon tali sa seramik ug metal.

Talaan 14 aktibo nga brazing filler metal para sa ceramic ug metal brazing

2. Brazing nga teknolohiya

Ang pre metallized ceramics mahimong brazed sa high-purity inert gas, hydrogen o vacuum nga palibot.Ang vacuum brazing kasagarang gigamit alang sa direkta nga brazing sa mga seramik nga walay metallization.

(1) Universal brazing nga proseso Ang unibersal nga brazing nga proseso sa seramik ug metal mahimong bahinon sa pito ka mga proseso: paglimpyo sa nawong, pag-paste sa coating, pag-metalization sa ibabaw sa seramik, pag-plating sa nikel, pag-brazing ug pag-inspeksyon sa post weld.

Ang katuyoan sa paglimpyo sa nawong mao ang pagtangtang sa mantsa sa lana, mantsa sa singot ug oxide film sa ibabaw sa base nga metal.Ang metal nga mga bahin ug solder kinahanglan nga degreased una, unya ang oxide film nga gikuha pinaagi sa acid o alkali paghugas, gihugasan sa nagaagay nga tubig ug mamala.Ang mga bahin nga adunay taas nga mga kinahanglanon kinahanglan nga init nga pagtratar sa vacuum furnace o hydrogen furnace (mahimo usab gamiton ang pamaagi sa pagpamomba sa ion) sa angay nga temperatura ug oras aron maputli ang nawong sa mga bahin.Ang gilimpyohan nga mga bahin dili makontak sa mga greasy nga butang o walay mga kamot.Kinahanglang ibutang dayon sila sa sunod nga proseso o sa dryer.Dili sila maladlad sa hangin sa dugay nga panahon.Ang mga seramik nga bahin kinahanglan nga limpyohan gamit ang acetone ug ultrasonic, hugasan sa nagaagay nga tubig, ug sa katapusan lutoon kaduha gamit ang deionized nga tubig sa 15 minuto matag higayon.

Ang pag-paste sa sapaw usa ka hinungdanon nga proseso sa seramik nga metallization.Atol sa taklap, kini gipadapat sa seramiko nga nawong nga metallized sa usa ka brush o paste coating machine.Ang gibag-on sa coating kasagaran 30 ~ 60mm.Ang Paste kasagaran giandam gikan sa puro nga metal nga pulbos (usahay angay nga metal oxide idugang) nga adunay gidak-on nga partikulo nga mga 1 ~ 5um ug organikong papilit.

Ang gipapilit nga seramiko nga mga bahin ipadala ngadto sa hydrogen furnace ug sintered sa basa nga hydrogen o cracked ammonia sa 1300 ~ 1500 ℃ sulod sa 30 ~ 60min.Alang sa mga seramik nga mga bahin nga adunay sapaw sa hydride, kini kinahanglan nga ipainit sa mga 900 ℃ aron madunot ang mga hydride ug molihok nga adunay puro nga metal o titanium (o zirconium) nga nahabilin sa seramiko nga nawong aron makakuha usa ka metal nga sapaw sa ibabaw nga seramik.

Alang sa Mo Mn metallized layer, aron mahimo kini nga basa sa solder, ang nickel layer nga 1.4 ~ 5um kinahanglan nga electroplated o adunay sapaw sa usa ka layer sa nickel powder.Kon ang brazing temperatura mao ang ubos pa kay sa 1000 ℃, ang nickel layer kinahanglan nga pre sintered sa usa ka hydrogen hudno.Ang sintering temperatura ug oras mao ang 1000 ℃ / 15 ~ 20min.

Ang gitambalan nga mga seramik mga metal nga mga bahin, nga kinahanglan nga tipunon sa usa ka tibuuk nga adunay stainless steel o graphite ug ceramic molds.Ang solder kinahanglan nga ibutang sa mga lutahan, ug ang workpiece kinahanglan nga huptan nga limpyo sa tibuok nga operasyon, ug dili mahikap sa walay mga kamot.

Ang pag-brazing kinahanglan himuon sa usa ka argon, hydrogen o vacuum nga hurno.Ang brazing temperatura nagdepende sa brazing filler metal.Aron mapugngan ang pag-crack sa mga seramik nga bahin, ang rate sa pagpabugnaw kinahanglan dili kaayo paspas.Dugang pa, ang brazing mahimo usab nga magamit ang usa ka piho nga presyur (mga 0.49 ~ 0.98mpa).

Gawas pa sa inspeksyon sa kalidad sa nawong, ang mga brazed weldment kinahanglan usab nga ipailalom sa thermal shock ug inspeksyon sa mekanikal nga kabtangan.Ang mga sealing parts alang sa vacuum device kinahanglan usab nga ipailalom sa leakage test sumala sa may kalabutan nga mga regulasyon.

(2) Direkta nga pag-brazing kung direkta nga pag-brazing (aktibo nga pamaagi sa metal), limpyohi una ang nawong sa mga seramik ug metal nga weldment, ug dayon i-assemble kini.Aron malikayan ang mga liki tungod sa lain-laing mga thermal expansion coefficients sa component nga mga materyales, ang buffer layer (usa o daghan pa nga mga layer sa metal sheets) mahimong tuyok tali sa weldments.Ang brazing filler metal kinahanglan nga clamped sa taliwala sa duha ka weldments o ibutang sa posisyon diin ang gintang napuno sa brazing filler metal kutob sa mahimo, ug unya brazing ipahigayon sama sa ordinaryo nga vacuum brazing.

Kung ang Ag Cu Ti solder gigamit alang sa direkta nga brazing, ang vacuum brazing nga pamaagi kinahanglan gamiton.Kung ang vacuum degree sa hudno moabot sa 2.7 × Sugdi ang pagpainit sa 10-3pa, ug ang temperatura mahimong paspas nga mobangon niining panahona;Kung ang temperatura duol sa natunaw nga punto sa solder, ang temperatura kinahanglan nga hinayhinay nga ipataas aron mahimo ang temperatura sa tanan nga bahin sa weldment nga parehas nga parehas;Kung natunaw ang solder, ang temperatura kinahanglan nga paspas nga ipataas sa temperatura sa brazing, ug ang oras sa pagkupot kinahanglan nga 3 ~ 5min;Atol sa pagpabugnaw, kini kinahanglan nga hinayhinay nga pabugnawon sa wala pa ang 700 ℃, ug kini mahimong natural nga pabugnawon sa hudno pagkahuman sa 700 ℃.

Kung ang Ti Cu aktibo nga solder direkta nga brazed, ang porma sa solder mahimo nga Cu foil plus Ti powder o Cu parts plus Ti foil, o ang ceramic surface mahimong adunay sapaw sa Ti powder plus Cu foil.Sa wala pa brazing, ang tanan nga metal nga mga bahin kinahanglan nga degassed sa vacuum.Ang degassing temperatura sa oxygen free tumbaga kinahanglan nga 750 ~ 800 ℃, ug Ti, Nb, Ta, ug uban pa kinahanglan degassed sa 900 ℃ alang sa 15min.Niini nga panahon, ang vacuum degree kinahanglan nga dili moubos sa 6.7 × 10-3Pa. Atol sa brazing, tiguma ang mga sangkap nga welded sa fixture, ipainit kini sa vacuum furnace ngadto sa 900 ~ 1120 ℃, ug ang oras sa paghupot mao ang 2 ~ 5 min.Atol sa tibuok nga proseso sa brazing, ang vacuum degree kinahanglan nga dili moubos sa 6.7 × 10-3Pa.

Ang proseso sa brazing sa Ti Ni nga pamaagi susama sa Ti Cu nga pamaagi, ug ang brazing temperatura mao ang 900 ± 10 ℃.

(3) Oxide brazing nga pamaagi oxide brazing pamaagi mao ang usa ka paagi sa pagkaamgo kasaligan koneksyon pinaagi sa paggamit sa bildo nga bahin naporma pinaagi sa pagtunaw sa oxide solder sa infiltrate ngadto sa seramiko ug basa sa metal nawong.Mahimo kini nga magkonektar sa mga seramika sa mga seramika ug mga seramika nga adunay mga metal.Ang oxide brazing filler nga mga metal kasagarang gilangkoban sa Al2O3, Cao, Bao ug MgO.Pinaagi sa pagdugang sa B2O3, Y2O3 ug ta2o3, ang brazing filler nga mga metal nga adunay lainlaing mga punto sa pagtunaw ug mga linear expansion coefficients makuha.Dugang pa, ang fluoride brazing filler nga mga metal nga adunay CaF2 ug NaF isip mga nag-unang sangkap mahimo usab nga gamiton sa pagkonektar sa mga seramika ug metal aron makakuha og mga lutahan nga adunay taas nga kusog ug taas nga resistensya sa kainit.