Brtvljenje stakla i keramike

S brzim razvojem moderne znanosti i tehnologije, zahtjevi za novim inženjerskim materijalima sve su veći u područjima visoke tehnologije kao što su elektronička industrija, industrija nuklearne energije, zrakoplovstvo i moderne komunikacije. Kao što svi znamo, inženjerski keramički materijali (također poznati kao strukturalna keramika) razvijeni modernom tehnologijom novi su inženjerski materijali koji se prilagođavaju razvoju i primjeni moderne visoke tehnologije. Trenutačno je postao treći inženjerski materijal nakon metala i plastike. Ovaj materijal ne samo da ima visoku točku taljenja, otpornost na visoke temperature, otpornost na koroziju, otpornost na habanje i druga posebna svojstva, već ima i otpornost na zračenje, visokofrekventnu i visokonaponsku izolaciju i druga električna svojstva, kao i zvuk, svjetlost, toplinu, elektricitet , magnetska i biološka, ​​medicinska, zaštita okoliša i druga posebna svojstva. Zbog toga se ova funkcionalna keramika široko koristi u područjima elektronike, mikroelektronike, optoelektroničkih informacija i moderne komunikacije, automatskog upravljanja i tako dalje. Očito je da će u svim vrstama elektroničkih proizvoda tehnologija brtvljenja keramike i drugih materijala zauzeti izuzetno važnu poziciju.

Brtvljenje stakla i keramike je proces spajanja stakla i keramike u cjelinu pravilnom tehnologijom. Drugim riječima, stakleni i keramički dijelovi koriste dobru tehnologiju, tako da se dva različita materijala kombiniraju u spoj različitih materijala i čine njegovu izvedbu u skladu sa zahtjevima strukture uređaja.

Brtvljenje između keramike i stakla brzo se razvilo posljednjih godina. Jedna od najvažnijih funkcija tehnologije brtvljenja je osigurati jeftinu metodu za proizvodnju višekomponentnih dijelova. Budući da je oblikovanje keramike ograničeno dijelovima i materijalima, vrlo je važno razviti učinkovitu tehnologiju brtvljenja. Većina keramike, čak i na visokoj temperaturi, također pokazuje karakteristike krhkih materijala, tako da je vrlo teško izraditi dijelove složenog oblika deformacijom guste keramike. U nekim razvojnim planovima, kao što je plan naprednog termalnog motora, neki pojedinačni dijelovi mogu se proizvesti mehaničkom obradom, ali je teško postići masovnu proizvodnju zbog ograničenja visoke cijene i poteškoća u obradi. Međutim, tehnologija brtvljenja porculanom može spojiti manje komplicirane dijelove u različite oblike, što ne samo da uvelike smanjuje troškove obrade, već također smanjuje dopuštenje za obradu. Druga važna uloga tehnologije brtvljenja je poboljšanje pouzdanosti keramičke strukture. Keramika je krhki materijal koji je vrlo ovisan o nedostacima. Prije formiranja složenog oblika, lako je pregledati i otkriti nedostatke dijelova jednostavnog oblika, što može uvelike poboljšati pouzdanost dijelova.

Način brtvljenja stakla i keramike

Trenutačno postoje tri vrste keramičkih metoda brtvljenja: zavarivanje metala, difuzijsko zavarivanje čvrste faze i zavarivanje oksidnim staklom（ 1) Aktivno zavarivanje metala je metoda zavarivanja i brtvljenja izravno između keramike i stakla s reaktivnim metalom i lemom. Takozvani aktivni metal odnosi se na Ti, Zr, HF i tako dalje. Njihov atomski elektronički sloj nije u potpunosti ispunjen. Stoga, u usporedbi s drugim metalima, ima veću živost. Ovi metali imaju veliki afinitet prema oksidima, silikatima i drugim tvarima, a najlakše oksidiraju u općim uvjetima, pa se nazivaju aktivnim metalima. U isto vrijeme, ovi metali i Cu, Ni, AgCu, Ag, itd. tvore intermetale na temperaturama nižim od njihovih odgovarajućih tališta, a ti se intermetali mogu dobro vezati na površinu stakla i keramike na visokoj temperaturi. Stoga se brtvljenje stakla i keramike može uspješno dovršiti korištenjem ovog reaktivnog zlata i odgovarajućeg eksploziva.

(2) Periferno fazno difuzijsko brtvljenje je metoda za ostvarenje cijelog brtvljenja pod određenim tlakom i temperaturom kada se dva komada materijala klastera blisko dodiruju i proizvode određenu plastičnu deformaciju, tako da se njihovi atomi šire i skupljaju jedan s drugim.

(3) Lem za staklo koristi se za brtvljenje stakla i mesnog porculana.

Brtvljenje lemljenog stakla

(1) Staklo, keramika i staklo za lemljenje trebaju se najprije odabrati kao materijali za brtvljenje, a koeficijent ekspanzije stopala za ta tri mora odgovarati, što je primarni ključ uspjeha brtvljenja. Drugi ključ je da odabrano staklo treba biti dobro nakvašeno staklom i keramikom tijekom brtvljenja, a zapečaćeni dijelovi (staklo i keramika) ne bi trebali imati toplinsku deformaciju. Konačno, svi dijelovi nakon brtvljenja trebaju imati određenu čvrstoću.

(2) Kvaliteta obrade dijelova: čeone površine za brtvljenje staklenih dijelova, keramičkih dijelova i lemljenog stakla moraju imati veću ravnost, inače debljina sloja lemljenog stakla nije dosljedna, što će uzrokovati povećanje naprezanja brtvljenja, pa čak i olovo do eksplozije porculanskih dijelova.

(3) Vezivo za lemljeni stakleni prah može biti čista voda ili druga organska otapala. Kada se kao vezivo koriste organska otapala, nakon što postupak brtvljenja nije pravilno odabran, ugljik će se smanjiti, a staklo za lemljenje će pocrnjeti. Štoviše, prilikom brtvljenja organsko otapalo će se razgraditi, a oslobodit će se plin štetan za ljudsko zdravlje. Stoga birajte što je više moguće čistu vodu.

(4) Debljina sloja stakla za lemljenje pod pritiskom obično je 30 ~ 50 um. Ako je tlak premali, ako je sloj stakla predebeo, snaga brtvljenja će se smanjiti, a čak će se proizvoditi i Lake plin. Budući da krajnja površina za brtvljenje ne može biti idealna ravnina, pritisak je prevelik, relativna debljina sloja staklenog ugljena uvelike varira, što će također uzrokovati povećanje naprezanja brtvljenja, pa čak i pucanje.

(5) Za kristalizacijsko brtvljenje usvojena je specifikacija postupnog zagrijavanja, koja ima dvije svrhe: jedna je spriječiti stvaranje mjehurića u sloju lemljenog stakla uzrokovanog brzim razvojem vlage u početnoj fazi zagrijavanja, a druga je izbjegavanje pucanja cijelog komada i stakla zbog nejednake temperature zbog brzog zagrijavanja kada je veličina cijelog komada i staklenog komada velika. Kako se temperatura povećava do početne temperature lema, staklo lema počinje pucati. Visoka temperatura brtvljenja, dugo vrijeme brtvljenja i količina proizvoda koji je izbio povoljni su za poboljšanje čvrstoće brtvljenja, ali se smanjuje nepropusnost za zrak. Temperatura brtvljenja je niska, vrijeme brtvljenja je kratko, sastav stakla je velik, nepropusnost plina je dobra, ali se snaga brtvljenja smanjuje, Osim toga, broj analita također utječe na koeficijent linearne ekspanzije lemljenog stakla. Stoga, kako bi se osigurala kvaliteta brtvljenja, osim odabira odgovarajućeg stakla za lemljenje, treba odrediti razumnu specifikaciju brtvljenja i postupak brtvljenja prema ispitnoj površini. U procesu brtvljenja stakla i keramike, specifikacija brtvljenja također se treba prilagoditi u skladu sa karakteristikama različitog stakla za lemljenje.