Vedação de vidro e cerâmica

Com o rápido desenvolvimento da ciência e da tecnologia modernas, os requisitos para novos materiais de engenharia são cada vez mais elevados nos campos de alta tecnologia, como a indústria electrónica, a indústria da energia nuclear, a aeroespacial e as comunicações modernas. Como todos sabemos, os materiais cerâmicos de engenharia (também conhecidos como cerâmicas estruturais) desenvolvidos pela tecnologia moderna são novos materiais de engenharia para se adaptarem ao desenvolvimento e aplicação da alta tecnologia moderna. Atualmente, tornou-se o terceiro material de engenharia depois do metal e do plástico. Este material não só possui alto ponto de fusão, resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, resistência ao desgaste e outras propriedades especiais, mas também possui resistência à radiação, isolamento de alta frequência e alta tensão e outras propriedades elétricas, bem como som, luz, calor, eletricidade , proteção magnética e biológica, médica, ambiental e outras propriedades especiais. Isso torna essas cerâmicas funcionais amplamente utilizadas nas áreas de eletrônica, microeletrônica, informação optoeletrônica e comunicação moderna, controle automático e assim por diante. Obviamente, em todos os tipos de produtos eletrônicos, a tecnologia de vedação de cerâmicas e outros materiais ocupará uma posição extremamente importante.

A vedação de vidro e cerâmica é um processo de conexão de vidro e cerâmica em uma estrutura inteira por meio de tecnologia adequada. Em outras palavras, as peças de vidro e cerâmica utilizam boa tecnologia, de modo que dois materiais diferentes se combinem em uma junta de material diferente, e façam com que seu desempenho atenda aos requisitos da estrutura do dispositivo.

A vedação entre cerâmica e vidro desenvolveu-se rapidamente nos últimos anos. Uma das funções mais importantes da tecnologia de vedação é fornecer um método de baixo custo para a fabricação de peças multicomponentes. Como a conformação da cerâmica é limitada por peças e materiais, é muito importante desenvolver uma tecnologia de vedação eficaz. A maioria das cerâmicas, mesmo em altas temperaturas, também apresenta características de materiais frágeis, por isso é muito difícil fabricar peças de formatos complexos através da deformação de cerâmicas densas. Em alguns planos de desenvolvimento, como o plano de motor térmico avançado, algumas peças individuais podem ser fabricadas através de processamento mecânico, mas é difícil alcançar a produção em massa devido às restrições de alto custo e dificuldade de processamento. No entanto, a tecnologia de vedação de porcelana pode conectar as peças menos complicadas em vários formatos, o que não apenas reduz bastante o custo de processamento, mas também reduz o subsídio de processamento. Outro papel importante da tecnologia de vedação é melhorar a confiabilidade da estrutura cerâmica. As cerâmicas são materiais frágeis, que dependem muito de defeitos. Antes da forma complexa ser formada, é fácil inspecionar e detectar os defeitos das peças de formato simples, o que pode melhorar muito a confiabilidade das peças.

Método de vedação de vidro e cerâmica

Atualmente, existem três tipos de métodos de vedação de cerâmica: soldagem de metal, soldagem por difusão em fase sólida e soldagem de vidro óxido (1) A soldagem de metal ativo é um método de soldagem e vedação diretamente entre cerâmica e vidro com metal reativo e solda. O chamado metal ativo refere-se a Ti, Zr, HF e assim por diante. Sua camada eletrônica atômica não está totalmente preenchida. Portanto, em comparação com outros metais, apresenta maior vivacidade. Esses metais possuem grande afinidade por óxidos, silicatos e outras substâncias, sendo mais facilmente oxidados em condições gerais, por isso são chamados de metais ativos. Ao mesmo tempo, esses metais e Cu, Ni, AgCu, Ag, etc. formam intermetálicos em temperaturas inferiores aos seus respectivos pontos de fusão, e esses intermetálicos podem ser bem ligados à superfície de vidro e cerâmica em alta temperatura. Portanto, a vedação de vidro e cerâmica pode ser concluída com sucesso usando ouro reativo e explosivo correspondente.

(2) A vedação por difusão em fase periférica é um método para realizar toda a vedação sob certa pressão e temperatura quando dois pedaços de materiais de aglomerado entram em contato próximo e produzem certa deformação plástica, de modo que seus átomos se expandem e contraem um com o outro.

(3) A solda de vidro é usada para selar o vidro e a porcelana de carne.

Vedação de vidro de solda

(1) Vidro, cerâmica e vidro de solda devem ser selecionados primeiro como materiais de vedação, e o coeficiente de expansão do pé dos três deve corresponder, o que é a chave primária para o sucesso da vedação. A outra chave é que o vidro selecionado deve ser bem umedecido com vidro e cerâmica durante a vedação, e as partes vedadas (vidro e cerâmica) não devem apresentar deformação térmica. Por fim, todas as peças após a vedação devem ter certa resistência.

(2) A qualidade de processamento das peças: as faces finais de vedação das peças de vidro, peças de cerâmica e vidro de solda devem ter maior planicidade, caso contrário, a espessura da camada de vidro de solda não é consistente, o que causará o aumento da tensão de vedação e até mesmo levará à explosão de peças de porcelana.

(3) O aglutinante do pó de vidro para solda pode ser água pura ou outros solventes orgânicos. Quando solventes orgânicos são usados ​​como aglutinante, uma vez que o processo de vedação não é selecionado corretamente, o carbono será reduzido e o vidro da solda ficará escurecido. Além disso, ao selar, o solvente orgânico será decomposto e o gás prejudicial à saúde humana será liberado. Portanto, escolha água pura tanto quanto possível.

(4) A espessura da camada de vidro de solda sob pressão é geralmente de 30 ~ 50um. Se a pressão for muito pequena, se a camada de vidro for muito espessa, a resistência da vedação será reduzida e até mesmo será produzido gás de lago. Como a face final de vedação não pode ser o plano ideal, a pressão é muito grande, a espessura relativa da camada de vidro de carvão varia muito, o que também causará o aumento da tensão de vedação e até mesmo causará rachaduras.

(5) A especificação de aquecimento gradual é adotada para a selagem de cristalização, que tem duas finalidades: uma é evitar a formação de bolhas na camada de vidro de solda causada pelo rápido desenvolvimento de umidade no estágio inicial de aquecimento, e a outra é evitar a fissuração de toda a peça e do vidro devido à temperatura irregular devido ao rápido aquecimento quando o tamanho da peça inteira e do vidro é grande. À medida que a temperatura aumenta até a temperatura inicial da solda, o vidro da solda começa a quebrar. A alta temperatura de vedação, o longo tempo de vedação e a quantidade de produto rompido são benéficos para a melhoria da resistência da vedação, mas a estanqueidade ao ar diminui. A temperatura de vedação é baixa, o tempo de vedação é curto, a composição do vidro é grande, a estanqueidade ao gás é boa, mas a resistência de vedação diminui. Além disso, o número de analitos também afeta o coeficiente de expansão linear do vidro de solda. Portanto, para garantir a qualidade da vedação, além de selecionar o vidro de solda apropriado, as especificações de vedação e o processo de vedação razoáveis ​​devem ser determinados de acordo com a face de teste. No processo de vedação de vidro e cerâmica, as especificações de vedação também devem ser ajustadas de acordo com as características dos diferentes vidros de solda.