С быстрым развитием современной науки и техники требования к новым конструкционным материалам растут все выше и выше в таких высокотехнологичных областях, как электронная промышленность, атомная энергетика, аэрокосмическая промышленность и современные коммуникации. Как мы все знаем, конструкционные керамические материалы (также известные как конструкционная керамика), разработанные с помощью современных технологий, представляют собой новые конструкционные материалы, адаптированные к разработке и применению современных высоких технологий. В настоящее время он стал третьим конструкционным материалом после металла и пластика. Этот материал не только имеет высокую температуру плавления, высокую термостойкость, коррозионную стойкость, износостойкость и другие специальные свойства, но также обладает радиационной стойкостью, изоляцией от высоких частот и высокого напряжения и другими электрическими свойствами, а также звуком, светом, теплом, электричеством. , магнитные и биологические, медицинские, экологические и другие специальные свойства. Это делает данную функциональную керамику широко используемой в области электроники, микроэлектроники, оптико-электронной информации и современной связи, автоматического управления и так далее. Очевидно, что во всех видах электронных изделий технология герметизации керамики и других материалов будет занимать чрезвычайно важное место.
Герметизация стекла и керамики – это процесс соединения стекла и керамики в единую конструкцию по правильной технологии. Другими словами, стеклянные и керамические детали используют хорошую технологию, так что два разных материала объединяются в соединение из разнородных материалов и обеспечивают соответствие его характеристик требованиям конструкции устройства.
В последние годы герметизация между керамикой и стеклом получила быстрое развитие. Одной из важнейших функций технологии уплотнений является обеспечение экономичного способа изготовления многокомпонентных деталей. Поскольку формирование керамики ограничено деталями и материалами, очень важно разработать эффективную технологию герметизации. Большинство керамик даже при высокой температуре проявляют свойства хрупких материалов, поэтому изготовить детали сложной формы путем деформации плотной керамики очень сложно. В некоторых планах разработки, таких как план усовершенствованного теплового двигателя, некоторые отдельные детали могут быть изготовлены посредством механической обработки, но добиться массового производства сложно из-за ограничений, связанных с высокой стоимостью и сложностью обработки. Однако технология герметизации фарфора позволяет соединять менее сложные детали в различные формы, что не только значительно снижает стоимость обработки, но и снижает припуски на обработку. Еще одной важной ролью технологии герметизации является повышение надежности керамической конструкции. Керамика является хрупким материалом, который очень зависит от дефектов. До того, как будет сформирована сложная форма, легко осмотреть и обнаружить дефекты деталей простой формы, что может значительно повысить надежность деталей.
Способ герметизации стекла и керамики
В настоящее время существует три вида методов герметизации керамики: сварка металла, диффузионная сварка в твердой фазе и сварка оксидного стекла（ 1) Сварка активного металла — это метод сварки и герметизации непосредственно между керамикой и стеклом с помощью реактивного металла и припоя. К так называемым активным металлам относятся Ti, Zr, HF и так далее. Их атомный электронный слой заполнен не полностью. Поэтому по сравнению с другими металлами он обладает большей живостью. Эти металлы имеют большое сродство к оксидам, силикатам и другим веществам и легче всего окисляются в обычных условиях, поэтому их называют активными металлами. В то же время эти металлы и Cu, Ni, AgCu, Ag и т. д. образуют интерметаллиды при температурах ниже, чем их соответствующие температуры плавления, и эти интерметаллиды могут хорошо связываться с поверхностью стекла и керамики при высокой температуре. Таким образом, герметизация стекла и керамики может быть успешно завершена с использованием реактивного золота и соответствующего взрывчатого вещества.
(2) Диффузионная герметизация периферийной фазы — это метод реализации всей герметизации при определенном давлении и температуре, когда две части кластерных материалов тесно контактируют и производят определенную пластическую деформацию, так что их атомы расширяются и сжимаются друг с другом.
(3) Припой для стекла используется для герметизации стекла и фарфора.
Герметизация припоя стекла
(1) В качестве герметизирующих материалов в первую очередь следует выбрать стекло, керамику и припой, а коэффициент расширения основания этих трех материалов должен совпадать, что является основным ключом к успеху герметизации. Другим важным моментом является то, что выбранное стекло должно быть хорошо смочено стеклом и керамикой во время герметизации, а герметизируемые детали (стекло и керамика) не должны иметь термической деформации. Наконец, все детали после герметизации должны иметь определенную прочность.
(2) Качество обработки деталей: уплотняемые торцы стеклянных деталей, керамических деталей и припоя стекла должны иметь более высокую плоскостность, в противном случае толщина слоя припоя стекла будет неоднородной, что приведет к увеличению напряжения уплотнения и даже к свинцу. к взрыву фарфоровых деталей.
(3) Связующим для припоя стеклянного порошка может быть чистая вода или другие органические растворители. Если в качестве связующего используются органические растворители, то при неправильном выборе процесса герметизации количество углерода будет уменьшено, а стекло припоя почернеет. Более того, при герметизации органический растворитель будет разлагаться и выделяться вредный для здоровья человека газ. Поэтому выбирайте максимально чистую воду.
(4) Толщина стеклянного слоя припоя под давлением обычно составляет 30 ~ 50 мкм. Если давление слишком мало, если слой стекла слишком толстый, прочность герметизации снизится и даже будет выделяться озерный газ. Поскольку торцевая поверхность уплотнения не может быть идеальной плоскостью, давление слишком велико, относительная толщина слоя угольного стекла сильно варьируется, что также приведет к увеличению напряжения уплотнения и даже к растрескиванию.
(5) Спецификация ступенчатого нагрева принята для кристаллизационной герметизации, которая преследует две цели: одна - предотвратить образование пузырьков в слое припоя, вызванное быстрым развитием влаги на начальной стадии нагрева, а другая - предотвратить образование пузырьков в слое припоя. Целью является избежать растрескивания всего куска и стекла из-за неравномерной температуры из-за быстрого нагрева, когда размер всего куска и куска стекла велик. Когда температура повышается до начальной температуры припоя, стекло припоя начинает выламываться. Высокая температура запечатывания, длительное время запечатывания и количество вырывающегося продукта способствуют улучшению прочности запечатывания, но герметичность снижается. Температура запаивания низкая, время запаивания короткое, состав стекла большой, газонепроницаемость хорошая, но прочность запайки снижается. Кроме того, количество аналитов также влияет на коэффициент линейного расширения припоя стекла. Поэтому, чтобы обеспечить качество герметизации, помимо выбора подходящего стекла для припоя, следует определить разумные характеристики герметизации и процесс герметизации в соответствии с испытуемой поверхностью. В процессе герметизации стекла и керамики характеристики герметизации также должны быть скорректированы в соответствии с характеристиками различных припоев стекла.
Время публикации: 18 июня 2021 г.