Con il rapido sviluppo della scienza e della tecnologia moderne, i requisiti per i nuovi materiali tecnici sono sempre più elevati nei settori high-tech come l'industria elettronica, l'industria dell'energia nucleare, l'aerospaziale e la comunicazione moderna. Come tutti sappiamo, i materiali ceramici tecnici (noti anche come ceramiche strutturali) sviluppati dalla tecnologia moderna sono nuovi materiali tecnici adatti allo sviluppo e all'applicazione dell'alta tecnologia moderna. Attualmente è diventato il terzo materiale tecnico dopo metallo e plastica. Questo materiale non solo ha un elevato punto di fusione, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, resistenza all'usura e altre proprietà speciali, ma ha anche resistenza alle radiazioni, isolamento ad alta frequenza e alta tensione e altre proprietà elettriche, nonché suono, luce, calore, elettricità , protezione magnetica e biologica, medica, ambientale e altre proprietà speciali. Ciò rende queste ceramiche funzionali ampiamente utilizzate nei campi dell'elettronica, della microelettronica, dell'informazione optoelettronica e della comunicazione moderna, del controllo automatico e così via. Ovviamente, in tutti i tipi di prodotti elettronici, la tecnologia di sigillatura della ceramica e di altri materiali occuperà una posizione estremamente importante.
La sigillatura di vetro e ceramica è un processo di collegamento di vetro e ceramica in un'intera struttura mediante una tecnologia adeguata. In altre parole, le parti in vetro e ceramica utilizzano una buona tecnologia, in modo che due materiali diversi si combinino in un materiale diverso e facciano in modo che le sue prestazioni soddisfino i requisiti della struttura del dispositivo.
La sigillatura tra ceramica e vetro si è sviluppata rapidamente negli ultimi anni. Una delle funzioni più importanti della tecnologia di tenuta è fornire un metodo a basso costo per la produzione di parti multicomponente. Poiché la formatura della ceramica è limitata dalle parti e dai materiali, è molto importante sviluppare una tecnologia di sigillatura efficace. La maggior parte delle ceramiche, anche ad alta temperatura, mostra le caratteristiche dei materiali fragili, quindi è molto difficile produrre parti di forma complessa attraverso la deformazione della ceramica densa. In alcuni piani di sviluppo, come quello del motore termico avanzato, alcune singole parti possono essere prodotte tramite lavorazione meccanica, ma è difficile ottenere una produzione di massa a causa dei vincoli di costi elevati e difficoltà di lavorazione. Tuttavia, la tecnologia di sigillatura della porcellana può collegare le parti meno complicate in varie forme, il che non solo riduce notevolmente i costi di lavorazione, ma riduce anche i margini di lavorazione. Un altro ruolo importante della tecnologia di sigillatura è migliorare l'affidabilità della struttura ceramica. La ceramica è un materiale fragile, che dipende molto dai difetti. Prima che venga formata la forma complessa, è facile ispezionare e rilevare i difetti delle parti di forma semplice, il che può migliorare notevolmente l'affidabilità delle parti.
Metodo di sigillatura di vetro e ceramica
Attualmente esistono tre tipi di metodi di sigillatura della ceramica: saldatura del metallo, saldatura per diffusione in fase solida e saldatura del vetro all'ossido（ 1) La saldatura attiva del metallo è un metodo di saldatura e sigillatura direttamente tra ceramica e vetro con metallo reattivo e lega per saldatura. Il cosiddetto metallo attivo si riferisce a Ti, Zr, HF e così via. Il loro strato elettronico atomico non è completamente riempito. Pertanto, rispetto agli altri metalli, presenta una maggiore vivacità. Questi metalli hanno una grande affinità per ossidi, silicati e altre sostanze e si ossidano più facilmente in condizioni generali, quindi sono chiamati metalli attivi. Allo stesso tempo, questi metalli e Cu, Ni, AgCu, Ag, ecc. formano intermetallici a temperature inferiori ai rispettivi punti di fusione, e questi intermetallici possono essere ben legati alla superficie del vetro e della ceramica ad alta temperatura. Pertanto, la sigillatura del vetro e della ceramica può essere completata con successo utilizzando questi oro reattivo e il corrispondente esplosivo.
(2) La sigillatura per diffusione di fase periferica è un metodo per realizzare l'intera sigillatura a determinate pressioni e temperature quando due pezzi di materiali cluster entrano in stretto contatto e producono una certa deformazione plastica, in modo che i loro atomi si espandano e si contraggano tra loro.
(3) La saldatura per vetro viene utilizzata per sigillare il vetro e la porcellana di carne.
Sigillatura del vetro per saldatura
(1) Il vetro, la ceramica e il vetro per saldatura dovrebbero essere selezionati innanzitutto come materiali di sigillatura e il coefficiente di espansione del piede dei tre dovrebbe corrispondere, che è la chiave principale per il successo della sigillatura. L'altro fattore chiave è che il vetro selezionato deve essere ben bagnato con vetro e ceramica durante la sigillatura e che le parti sigillate (vetro e ceramica) non devono presentare deformazioni termiche. Infine, tutte le parti dopo la sigillatura devono avere una certa resistenza.
(2) La qualità della lavorazione delle parti: le superfici terminali di tenuta delle parti in vetro, delle parti in ceramica e del vetro saldato devono avere una maggiore planarità, altrimenti lo spessore dello strato di vetro saldato non è coerente, il che causerà l'aumento dello stress di tenuta e persino il piombo all'esplosione delle parti in porcellana.
(3) Il legante della polvere di vetro per saldatura può essere acqua pura o altri solventi organici. Quando si utilizzano solventi organici come legante, una volta che il processo di sigillatura non è stato selezionato correttamente, il carbonio verrà ridotto e il vetro di saldatura risulterà annerito. Inoltre, durante la sigillatura, il solvente organico verrà decomposto e verrà rilasciato il gas dannoso per la salute umana. Pertanto, scegli il più possibile acqua pura.
(4) Lo spessore dello strato di vetro per saldatura a pressione è solitamente di 30 ~ 50um. Se la pressione è troppo piccola, se lo strato di vetro è troppo spesso, la forza di tenuta sarà ridotta e verrà prodotto anche il gas del lago. Poiché la faccia terminale di tenuta non può essere il piano ideale, la pressione è troppo grande, lo spessore relativo dello strato di vetro al carbone varia notevolmente, il che causerà anche l'aumento dello stress di tenuta e persino la rottura.
(5) La specifica del riscaldamento graduale viene adottata per la sigillatura della cristallizzazione, che ha due scopi: uno è quello di prevenire la formazione di bolle nello strato di vetro di saldatura causata dal rapido sviluppo di umidità nella fase iniziale del riscaldamento, e l'altro è quello di evitare la rottura dell'intero pezzo e del vetro a causa della temperatura irregolare dovuta al rapido riscaldamento quando la dimensione dell'intero pezzo e del pezzo di vetro è grande. Quando la temperatura aumenta fino a raggiungere la temperatura iniziale della saldatura, il vetro della saldatura inizia a rompersi. L'elevata temperatura di sigillatura, il lungo tempo di sigillatura e la quantità di fuoriuscita del prodotto sono vantaggiosi per il miglioramento della resistenza della sigillatura, ma la tenuta all'aria diminuisce. La temperatura di sigillatura è bassa, il tempo di sigillatura è breve, la composizione del vetro è ampia, la tenuta al gas è buona, ma la forza di sigillatura diminuisce. Inoltre, il numero di analiti influisce anche sul coefficiente di espansione lineare del vetro saldato. Pertanto, al fine di garantire la qualità della sigillatura, oltre a selezionare il vetro di saldatura appropriato, le specifiche di sigillatura e il processo di sigillatura ragionevoli dovrebbero essere determinati in base alla superficie di prova. Nel processo di sigillatura di vetro e ceramica, anche le specifiche di sigillatura devono essere adeguate in base alle caratteristiche dei diversi vetri di saldatura.
Orario di pubblicazione: 18-giu-2021