1. Lödbarhet
Det är svårt att löda keramik och keramik, keramik och metallkomponenter.Det mesta av lodet bildar en kula på den keramiska ytan, med liten eller ingen vätning.Den hårdlödda tillsatsmetallen som kan väta keramer är lätt att bilda en mängd olika spröda föreningar (såsom karbider, silicider och ternära eller multivariata föreningar) vid foggränsytan under hårdlödning.Förekomsten av dessa föreningar påverkar ledens mekaniska egenskaper.Dessutom, på grund av den stora skillnaden mellan termiska expansionskoefficienter mellan keramik, metall och lod, kommer det att finnas kvarvarande spänningar i fogen efter att lödtemperaturen har kylts till rumstemperatur, vilket kan orsaka sprickbildning i fogen.
Lödets vätbarhet på den keramiska ytan kan förbättras genom att lägga till aktiva metallelement till det vanliga lodet;Låg temperatur och kortvarig hårdlödning kan minska effekten av gränssnittsreaktion;Den termiska spänningen i fogen kan reduceras genom att utforma en lämplig fogarform och använda en enkel- eller flerskiktsmetall som mellanskikt.
2. Löd
Keramik och metall är vanligtvis sammankopplade i vakuumugn eller väte- och argonugn.Förutom allmänna egenskaper bör lödning av tillsatsmetaller för vakuumelektroniska anordningar också ha vissa speciella krav.Till exempel bör lodet inte innehålla element som producerar högt ångtryck, för att inte orsaka dielektriskt läckage och katodförgiftning av enheter.Det är allmänt specificerat att när enheten fungerar, får lödets ångtryck inte överstiga 10-3pa, och föroreningarna med högt ångtryck får inte överstiga 0,002% ~ 0,005%;Lödets w(o) får inte överstiga 0,001 % för att undvika vattenånga som genereras vid hårdlödning i väte, vilket kan orsaka stänk av smält lödmetall;Dessutom måste lodet vara rent och fritt från ytoxider.
Vid hårdlödning efter keramisk metallisering kan koppar, bas, silverkoppar, guldkoppar och andra tillsatsmetaller för legerad hårdlödning användas.
För direktlödning av keramer och metaller ska lödning av tillsatsmetaller som innehåller aktiva grundämnen Ti och Zr väljas.De binära fyllnadsmetallerna är huvudsakligen Ti Cu och Ti Ni, som kan användas vid 1100 ℃.Bland det ternära lodet är Ag Cu Ti (W) (TI) det vanligaste lodet som kan användas för direktlödning av olika keramer och metaller.Den ternära fyllnadsmetallen kan användas av folie, pulver eller Ag Cu eutektisk fyllnadsmetall med Ti-pulver.B-ti49be2 hårdlödning tillsatsmetall har liknande korrosionsbeständighet som rostfritt stål och lågt ångtryck.Den kan med fördel väljas i vakuumtätningsfogarna med oxidations- och läckagebeständighet.I ti-v-cr-lod är smälttemperaturen den lägsta (1620 ℃) när w (V) är 30 %, och tillsatsen av Cr kan effektivt minska smälttemperaturområdet.B-ti47.5ta5 lod utan Cr har använts för direktlödning av aluminiumoxid och magnesiumoxid, och dess fog kan fungera vid en omgivningstemperatur på 1000 ℃.Tabell 14 visar det aktiva flödet för direkt koppling mellan keramik och metall.
Tabell 14 aktiv lödning tillsatsmetaller för keramik och metalllödning
2. Lödningsteknik
Den förmetalliserade keramiken kan lödas i hög ren inert gas, väte eller vakuummiljö.Vakuumlödning används vanligtvis för direktlödning av keramik utan metallisering.
(1) Universallödningsprocess Den universella hårdlödningsprocessen för keramik och metall kan delas in i sju processer: ytrengöring, pastabeläggning, keramisk ytmetallisering, nickelplätering, hårdlödning och eftersvetsinspektion.
Syftet med ytrengöring är att ta bort oljefläckar, svettfläckar och oxidfilm på ytan av oädel metall.Metalldelarna och lodet ska avfettas först, sedan ska oxidfilmen avlägsnas genom syra- eller alkalitvätt, tvättas med rinnande vatten och torkas.Delar med höga krav ska värmebehandlas i vakuumugn eller väteugn (jonbombardemangsmetod kan också användas) vid lämplig temperatur och tid för att rena delars yta.De rengjorda delarna får inte komma i kontakt med feta föremål eller bara händer.De ska omedelbart sättas in i nästa process eller i torktumlaren.De får inte utsättas för luften under lång tid.Keramiska delar ska rengöras med aceton och ultraljud, tvättas med rinnande vatten och slutligen kokas två gånger med avjoniserat vatten i 15 minuter varje gång
Pastabeläggning är en viktig process för keramisk metallisering.Under beläggning appliceras den på den keramiska ytan för att metalliseras med en borste eller pastabeläggningsmaskin.Beläggningens tjocklek är vanligtvis 30 ~ 60 mm.Pastan framställs i allmänhet av rent metallpulver (ibland tillsätts lämplig metalloxid) med en partikelstorlek på cirka 1 ~ 5 um och organiskt lim.
De klistrade keramiska delarna skickas till en väteugn och sintras med vått väte eller knäckt ammoniak vid 1300 ~ 1500 ℃ i 30 ~ 60 min.För de keramiska delarna belagda med hydrider ska de värmas upp till cirka 900 ℃ för att sönderdela hydriderna och reagera med ren metall eller titan (eller zirkonium) kvar på den keramiska ytan för att erhålla en metallbeläggning på den keramiska ytan.
För det Mo Mn-metalliserade skiktet, för att göra det vått med lodet, måste ett nickelskikt på 1,4 ~ 5um galvaniseras eller beläggas med ett skikt av nickelpulver.Om lödtemperaturen är lägre än 1000 ℃ måste nickelskiktet försintras i en väteugn.Sintringstemperaturen och tiden är 1000 ℃ /15 ~ 20 min.
Den behandlade keramiken är metalldelar, som ska sättas samman till en helhet med rostfritt stål eller grafit och keramiska formar.Löd ska installeras vid lederna och arbetsstycket ska hållas rent under hela operationen och får inte vidröras med bara händer.
Hårdlödning ska utföras i en argon-, väte- eller vakuumugn.Hårdlödningstemperaturen beror på tillsatsmetallen för lödning.För att förhindra sprickbildning av keramiska delar får kylhastigheten inte vara för hög.Dessutom kan lödning också applicera ett visst tryck (cirka 0,49 ~ 0,98 mpa).
Utöver inspektionen av ytkvaliteten ska de lödda svetsarna även genomgå termisk chock- och mekanisk egenskapsinspektion.Tätningsdelarna för vakuumanordningar måste också genomgå läckagetest enligt gällande föreskrifter.
(2) Direktlödning vid direktlödning (aktiv metallmetod), rengör först ytan på keramik- och metallsvetsarna och montera dem sedan.För att undvika sprickor orsakade av olika värmeutvidgningskoefficienter för komponentmaterial, kan buffertskiktet (ett eller flera skikt av metallplåt) roteras mellan svetsningar.Den hårdlödda tillsatsmetallen ska klämmas fast mellan två svetsar eller placeras på den plats där spalten är fylld med hårdlödning tillsatsmetall så långt det är möjligt och sedan ska hårdlödningen utföras som vanlig vakuumlödning.
Om Ag Cu Ti-lod används för direktlödning, ska vakuumlödningsmetoden användas.När vakuumgraden i ugnen når 2,7 × Börja värma vid 10-3pa, och temperaturen kan stiga snabbt vid denna tidpunkt;När temperaturen är nära smältpunkten för lodet, bör temperaturen höjas långsamt för att temperaturen på alla delar av svetsen tenderar att vara densamma;När lodet smälts ska temperaturen snabbt höjas till lödtemperaturen och hålltiden ska vara 3 ~ 5 min;Under kylning ska den kylas långsamt före 700 ℃, och den kan kylas naturligt med ugnen efter 700 ℃.
När Ti Cu aktivt lod är direktlöddat kan formen av lod vara Cu-folie plus Ti-pulver eller Cu-delar plus Ti-folie, eller så kan den keramiska ytan beläggas med Ti-pulver plus Cu-folie.Före hårdlödning ska alla metalldelar avgasas med vakuum.Avgasningstemperaturen för syrefri koppar ska vara 750 ~ 800 ℃, och Ti, Nb, Ta, etc. ska avgasas vid 900 ℃ i 15 minuter.Vid denna tidpunkt ska vakuumgraden inte vara mindre än 6,7 × 10-3Pa。 Under lödning, montera komponenterna som ska svetsas i fixturen, värm dem i vakuumugnen till 900 ~ 1120 ℃ och hålltiden är 2 ~ 5 min.Under hela lödningsprocessen ska vakuumgraden inte vara mindre än 6,7 × 10-3Pa.
Hårdlödningsprocessen för Ti Ni-metoden liknar den för Ti Cu-metoden, och lödningstemperaturen är 900 ± 10 ℃.
(3) Oxidlödningsmetod Oxidlödningsmetod är en metod för att åstadkomma tillförlitlig anslutning genom att använda glasfasen som bildas genom smältning av oxidlod för att infiltrera i keramer och väta metallytan.Det kan koppla keramik med keramik och keramik med metaller.Oxidlödningsmetaller består huvudsakligen av Al2O3, Cao, Bao och MgO.Genom att tillsätta B2O3, Y2O3 och ta2o3 kan lödning av tillsatsmetaller med olika smältpunkter och linjära expansionskoefficienter erhållas.Dessutom kan fluorlödning av tillsatsmetaller med CaF2 och NaF som huvudkomponenter också användas för att koppla samman keramik och metaller för att erhålla fogar med hög hållfasthet och hög värmebeständighet.
Posttid: 2022-jun-13