發(fā)布人:管理員 發(fā)布時(shí)間:2022-11-09
本文敘述用于釬焊陶瓷部件氧化鋁的活性釬焊料,特別是高純氧化鋁。
活性釬焊料是含有至少一種對(duì)氧具有親和力的元素的合金,例如鈦。它們侵蝕要釬焊的陶瓷表面的共價(jià)或離子鍵,潤(rùn)濕這些表面,從而與它們?cè)诨瘜W(xué)和機(jī)械上結(jié)合。因此,釬焊不需要任何助焊劑。
這些活性釬焊料的一部分,如果它們脆性且難以加工或在凝固條件下無法加工,則可以通過熔融紡絲以薄條的形式生產(chǎn),然后可以輕松加工,例如沖壓或切割。
因此,可以生產(chǎn)成型的主動(dòng)釬焊箔部件,例如環(huán),將其放置在要釬焊的陶瓷部件之間,然后與后者熔合。
部分熔融和凝固的活性釬焊合金也可以研磨成粉末并以這種形式加工成活性釬焊膏,其也可以引入陶瓷部件之間,例如,以環(huán)的形式,隨后與這些部件熔合。
當(dāng)釬焊氧化鋁的陶瓷部件,特別是99.9%的氧化鋁,即高純度氧化鋁時(shí),根據(jù)需要用于電容或電阻陶瓷壓力傳感器,特別是絕對(duì)壓力傳感器,主動(dòng)釬焊焊料必須滿足幾個(gè)要求;具體而言,它必須具有以下屬性:
燒結(jié)氧化鋁陶瓷釬焊的溫度,即釬焊溫度,必須低于1000°C,最好在700°C.至980°C之間。
釬焊接頭必須長(zhǎng)時(shí)間保持高真空密封性,以便在釬焊過程中壓力傳感器腔室中存在的真空(例如,由釬焊關(guān)閉)將保持不變。
在釬焊過程中覆蓋的整個(gè)溫度范圍內(nèi),活性釬焊合金的熱膨脹系數(shù)應(yīng)與氧化鋁陶瓷的熱膨脹系數(shù)相同,以便在從釬焊溫度冷卻到環(huán)境溫度時(shí)僅產(chǎn)生最小的應(yīng)力。
兩個(gè)陶瓷部件之間的釬焊接頭的強(qiáng)度必須很高,以至于在拉伸載荷下,斷裂不會(huì)在接頭處導(dǎo)致,而是在相鄰的陶瓷中。
主動(dòng)釬焊料的耐壓性必須至少為 2 GPa(=2 吉帕斯卡)。
滿足這些要求的活性釬焊料也應(yīng)可加工成上述活性釬焊膏,因?yàn)槿廴诩徑z工藝(如果適用)需要昂貴且復(fù)雜的設(shè)備,因此用其生產(chǎn)的活性釬焊箔價(jià)格昂貴。
使用活性釬焊料,并非所有上述邊界條件都能完全令人滿意地滿足。特別是,上述要求,即活性釬焊料和氧化鋁的熱膨脹系數(shù)在整個(gè)溫度范圍內(nèi)應(yīng)相同。
因此,這是本文的根本問題,有必要尋找與現(xiàn)有技術(shù)鋯鎳鈦合金不同的活性釬焊料的組合物。
本文提供了一種用于釬焊氧化鋁陶瓷部件的活性釬焊料,其含有最大12重量%的鈦,最大8重量%的鈹和小于16.5重量%的鐵,其余的是鋯和可能存在的任何雜質(zhì)。
一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,活性釬焊料含有8.6重量%%的鈦、4重量%的鈹和15.8重量%的鐵。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中,活性釬焊料含有8.8重量%的鈦、2重量%的鈹和16.2重量%的鐵。
在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式中,活性釬焊料含有8.9重量%的鈦、1重量%的鈹和16.3重量%的鐵。
在本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,活性釬焊料含有10重量%的鈦和4重量%%的鈹,但沒有鐵。
在氧氣氣氛中,活性釬焊合金的熔化,冷卻和未粉碎的碎片開始分解成合金的氫化物粉末(粒徑小于300μm的數(shù)量級(jí))在100[°]C.和150[°]C.之間,絕對(duì)壓力約為200kPa(= 200千帕= 2巴)。在磨機(jī)中,例如球磨機(jī),這種粉末可以在氫氣超壓下以很少的能量消耗研磨成所需平均粒徑約為10μm的粉末,例如12μm。氫氣可以在釬焊過程中的后期去除。
整個(gè)粉末生產(chǎn)過程,即加氫、研磨和篩選,在沒有大氣氧氣的情況下進(jìn)行。研磨、儲(chǔ)存和包裝在氫氣或惰性氣體超壓下進(jìn)行,因此空氣無法進(jìn)入。這確保了粉末中的低氧含量,對(duì)氧具有高親和力,因此滿足了良好釬焊性能的要求之一。