1. Juotettavuus
Keraamisia ja keraamisia, keraamisia ja metalliosia on vaikea juottaa.Suurin osa juotteesta muodostaa keraamiseen pintaan pallon, joka kastuu vain vähän tai ei ollenkaan.Juotostäytemetalli, joka voi kostuttaa keramiikkaa, muodostaa helposti erilaisia hauraita yhdisteitä (kuten karbideja, silisidejä ja kolmi- tai monimuuttujayhdisteitä) liitosrajapintaan juottamisen aikana.Näiden yhdisteiden olemassaolo vaikuttaa liitoksen mekaanisiin ominaisuuksiin.Lisäksi keramiikan, metallin ja juotteen lämpölaajenemiskertoimien suuresta erosta johtuen liitokseen tulee jäännösjännitystä sen jälkeen, kun juotoslämpötila on jäähtynyt huoneenlämpötilaan, mikä voi aiheuttaa liitoksen halkeilua.
Juotteen kostuvuutta keraamiselle pinnalle voidaan parantaa lisäämällä aktiivisia metallielementtejä tavalliseen juotteeseen;Matala lämpötila ja lyhytaikainen juottaminen voivat vähentää rajapintareaktion vaikutusta;Sauman lämpöjännitystä voidaan vähentää suunnittelemalla sopiva saumamuoto ja käyttämällä välikerroksena yksi- tai monikerroksista metallia.
2. Juotos
Keramiikka ja metalli yhdistetään yleensä tyhjiöuunissa tai vety- ja argonuunissa.Yleisten ominaisuuksien lisäksi tyhjiöelektroniikkalaitteiden juotettaville täyteaineille tulisi asettaa myös joitain erityisvaatimuksia.Esimerkiksi juote ei saa sisältää elementtejä, jotka tuottavat korkean höyrynpaineen, jotta se ei aiheuta dielektristä vuotoa ja laitteiden katodimyrkytystä.Yleisesti on määritelty, että kun laite on toiminnassa, juotteen höyrynpaine ei saa ylittää 10-3pa, ja korkean höyrynpaineen sisältämät epäpuhtaudet eivät saa ylittää 0,002 % ~ 0,005 %;Juotteen w (o) ei saa ylittää 0,001 %, jotta vältetään vedyssä juottamisen aikana syntyvä vesihöyry, joka voi aiheuttaa sulan juotosmetallin roiskumista;Lisäksi juotteen tulee olla puhdas ja vapaa pintaoksideista.
Kun juotetaan keraamisen metalloinnin jälkeen, voidaan käyttää kuparia, pohjaa, hopeakuparia, kultakuparia ja muita seostettuja juotostäytemetalleja.
Keramiikan ja metallien suoraan juottamiseen tulee valita aktiivisia ainesosia Ti ja Zr sisältävät juotostäytemetallit.Binääriset täytemetallit ovat pääasiassa Ti Cu ja Ti Ni, joita voidaan käyttää 1100 ℃:ssa.Kolmikomponenteista juoteista Ag Cu Ti (W) (TI) on yleisimmin käytetty juote, jota voidaan käyttää erilaisten keramiikan ja metallien suorajuottoon.Kolmiosaista täytemetallia voidaan käyttää foliolla, jauheella tai eutektisella Ag Cu -täytemetallilla Ti-jauheen kanssa.B-ti49be2 juotostäytemetallilla on samanlainen korroosionkestävyys kuin ruostumattomalla teräksellä ja alhainen höyrynpaine.Se voidaan valita mieluiten tyhjiötiivistysliitoksissa hapettumisen ja vuodon kestävillä.Ti-v-cr-juotteessa sulamislämpötila on alin (1620 ℃), kun w (V) on 30 %, ja Cr:n lisääminen voi tehokkaasti alentaa sulamislämpötila-aluetta.B-ti47.5ta5 juotetta ilman Cr:a on käytetty alumiinioksidin ja magnesiumoksidin suoraan juottamiseen, ja sen liitos voi toimia 1000 ℃:n ympäristön lämpötilassa.Taulukossa 14 on esitetty aktiivinen virtaus keramiikan ja metallin väliselle suoralle kytkennälle.
Taulukko 14 aktiivinen juotostäytemetallit keramiikka- ja metallijuottoon
2. Juotostekniikka
Esimetallisoitu keramiikka voidaan juottaa erittäin puhtaassa inertissä kaasussa, vedyssä tai tyhjiöympäristössä.Tyhjiöjuottoa käytetään yleensä keramiikan suoraan juottamiseen ilman metallointia.
(1) Yleisjuottoprosessi Keramiikan ja metallin yleisjuottoprosessi voidaan jakaa seitsemään prosessiin: pinnan puhdistus, tahnapinnoitus, keraamisen pinnan metallointi, nikkelipinnoitus, juottaminen ja hitsin jälkeinen tarkastus.
Pintapuhdistuksen tarkoituksena on poistaa epäjalometallin pinnalta öljytahrat, hikitahrat ja oksidikalvot.Metalliosista ja juotteesta on ensin poistettava rasva, sitten oksidikalvo poistetaan happo- tai alkalipesulla, pestään juoksevalla vedellä ja kuivataan.Korkeat vaatimukset vaativat osat tulee lämpökäsitellä tyhjiö- tai vetyuunissa (voidaan myös käyttää ionipommitusmenetelmää) sopivassa lämpötilassa ja ajassa osien pinnan puhdistamiseksi.Puhdistetut osat eivät saa joutua kosketuksiin rasvaisten esineiden tai paljain käsin kanssa.Ne tulee laittaa välittömästi seuraavaan prosessiin tai kuivausrumpuun.Niitä ei saa altistaa ilmalle pitkään aikaan.Keraamiset osat puhdistetaan asetonilla ja ultraäänellä, pestään juoksevalla vedellä ja lopuksi keitetään kahdesti deionisoidulla vedellä 15 minuuttia kerrallaan.
Tahnapinnoitus on tärkeä keraamisen metalloinnin prosessi.Päällystyksen aikana se levitetään metalloitavalle keraamiselle pinnalle siveltimellä tai tahnapäällystyskoneella.Pinnoitteen paksuus on yleensä 30-60 mm.Tahna valmistetaan yleensä puhtaasta metallijauheesta (joskus lisätään sopivaa metallioksidia), jonka hiukkaskoko on noin 1 - 5 um ja orgaanista liimaa.
Liimatut keraamiset osat lähetetään vetyuuniin ja sintrataan märällä vedyllä tai krakatulla ammoniakilla lämpötilassa 1300 ~ 1500 ℃ 30 ~ 60 minuutin ajan.Hydrideillä pinnoitettujen keraamisten osien osalta ne tulee lämmittää noin 900 ℃:een hydridien hajottamiseksi ja reagoida keraamiseen pintaan jäävän puhtaan metallin tai titaanin (tai zirkoniumin) kanssa, jolloin keraamiseen pintaan saadaan metallipinnoite.
Jotta Mo Mn metalloitu kerros kostuisi juotteen kanssa, 1,4–5 um nikkelikerros on galvanoitava tai päällystettävä kerroksella nikkelijauhetta.Jos juotoslämpötila on alle 1000 ℃, nikkelikerros on esisintrattava vetyuunissa.Sintrauslämpötila ja -aika ovat 1000 ℃ /15 ~ 20 min.
Käsitelty keramiikka ovat metalliosia, jotka kootaan ruostumattomasta teräksestä tai grafiitista ja keraamisista muoteista yhdeksi kokonaisuudeksi.Juotos tulee asentaa liitoskohtiin ja työkappale on pidettävä puhtaana koko käytön ajan, eikä siihen saa koskea paljain käsin.
Juotos tulee suorittaa argon-, vety- tai tyhjiöuunissa.Juotoksen lämpötila riippuu juotostäytemetallista.Keraamisten osien halkeilun estämiseksi jäähdytysnopeus ei saa olla liian nopea.Lisäksi juottaminen voi myös kohdistaa tietyn paineen (noin 0,49 ~ 0,98 mpa).
Juotetuille hitsauksille tulee tehdä pinnanlaadun tarkastuksen lisäksi lämpöshokki ja mekaaninen ominaisuustarkastus.Tyhjiölaitteiden tiivisteosille on myös tehtävä vuototesti asiaankuuluvien määräysten mukaisesti.
(2) Suora juotos suoraan juotettaessa (aktiivinen metallimenetelmä), puhdista ensin keraamisten ja metallisten hitsausten pinta ja kokoa ne sitten.Komponenttimateriaalien eri lämpölaajenemiskertoimien aiheuttamien halkeamien välttämiseksi puskurikerrosta (yksi tai useampi metallilevykerros) voidaan pyörittää hitsausten välillä.Juotostäytemetalli puristetaan kahden hitsauksen väliin tai sijoitetaan paikkaan, jossa rako on mahdollisimman pitkälle täytetty juotostäytemetallilla, minkä jälkeen juottaminen suoritetaan tavallisen tyhjiöjuotuksen tapaan.
Jos suorajuottoon käytetään Ag Cu Ti -juotetta, on käytettävä tyhjiöjuottomenetelmää.Kun tyhjiöaste uunissa saavuttaa 2,7 × Aloita lämmitys 10-3pa, jolloin lämpötila voi nousta nopeasti tällä hetkellä;Kun lämpötila on lähellä juotteen sulamispistettä, lämpötilaa tulee nostaa hitaasti, jotta hitsauksen kaikkien osien lämpötilat ovat yleensä samat;Kun juote on sulanut, lämpötila on nostettava nopeasti juotoslämpötilaan ja pitoajan on oltava 3 ~ 5 minuuttia;Jäähdytyksen aikana se tulee jäähdyttää hitaasti ennen 700 ℃ ja se voidaan jäähdyttää luonnollisesti uunilla 700 ℃ jälkeen.
Kun Ti Cu -aktiivinen juote juotetaan suoraan, juotteen muoto voi olla Cu-kalvo plus Ti-jauhe tai Cu-osat plus Ti-kalvo, tai keraaminen pinta voidaan päällystää Ti-jauheella ja Cu-kalvolla.Ennen juottamista kaikista metalliosista on poistettava kaasu tyhjiöllä.Happivapaan kuparin kaasunpoistolämpötilan tulee olla 750 ~ 800 ℃, ja Ti, Nb, Ta jne. on poistettava kaasusta 900 ℃:ssa 15 minuutin ajan.Tällä hetkellä tyhjiöaste ei saa olla pienempi kuin 6,7 × 10-3Pa. Kokoa juottamisen aikana hitsattavat komponentit telineeseen, lämmitä ne tyhjiöuunissa lämpötilaan 900 ~ 1120 ℃ ja pitoaika on 2 ~ 5 min.Koko juotosprosessin aikana tyhjiöaste ei saa olla pienempi kuin 6,7 × 10-3Pa.
Ti Ni -menetelmän juotosprosessi on samanlainen kuin Ti Cu -menetelmän, ja juotoslämpötila on 900 ± 10 ℃.
(3) Oksidijuottomenetelmä Oksidijuottomenetelmä on menetelmä luotettavan liitoksen aikaansaamiseksi käyttämällä oksidijuotteen sulamisesta muodostuvaa lasifaasia tunkeutumaan keramiikkaan ja kostuttamaan metallipinta.Se voi yhdistää keramiikkaa keramiikkaan ja keramiikkaa metalleihin.Oksidijuotostäytemetallit koostuvat pääasiassa Al2O3:sta, Caosta, Baosta ja MgO:sta.Lisäämällä B2O3:a, Y2O3:a ja ta2o3:a voidaan saada juottamalla täyteainemetalleja, joilla on eri sulamispisteet ja lineaariset laajenemiskertoimet.Lisäksi fluoridijuotostäytemetalleja, joissa pääkomponentteina ovat CaF2 ja NaF, voidaan käyttää myös keramiikan ja metallien liittämiseen, jolloin saadaan lujia ja lämmönkestäviä liitoksia.
Postitusaika: 13.6.2022