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封接玻璃对陶瓷和焊料封接玻璃的方法

发布时间:2016/6/13


玻璃与陶瓷封接方法


目前,陶瓷封接有三种方法:活性金属焊接、固相扩散焊接、氧化物玻璃焊接。

(1) 活性金属焊接是采用活性金属加上焊料夹于陶瓷与玻璃中间直接进行焊封接的方法。 所谓活性金属是指像Ti、Zr, Hf等,它们的原子内电子层并不完全充满,因此,与其他金属相 比,具有更大的活泼性。这些金属对氧化物、硅酸盐之类的物质具有较大的亲和力,在一般条件 下最易氧化,均称为活性金属。同时这些金属又与Cu、Ni、Ag-Cu、Ag等,在低于各自熔点的 温度下形成合金。这些合金在高温液态能与玻璃和陶瓷表面有良好的接合。为此,采用这些活性 金属和相应的焊料,可以顺利完成玻璃与陶瓷的封接。

(2) 固相扩散封接是在一定的压力和温度下,两件固态材料接触而紧密相接而产生一定的 塑性变形,使其原子互相扩散,实现整体封接的方法。

玻璃焊料焊接是用玻璃焊料,将玻璃和陶瓷之间进行气密熔封。



焊料玻璃的封接

(1) 封接材料要求首先选择玻璃、陶瓷以及焊料玻璃应使三者的膨胀系数相匹配,这是封 接成败的首要关键;另一个关键是所选用的玻璃在封接时应与玻璃以及陶瓷能很好地润湿,而且 在封接过程中被封件(玻璃与陶瓷)不应产生热变形;最后封接成形后的部件应有一定的强度。

(2) 零件加工质量玻璃件与陶瓷件、焊料玻璃封接端面必须有较高的平面度,否则焊料玻 璃层各处厚度不一致,将引起封接应力的增加,严重时甚至会导致瓷件炸裂。

(3) 黏结剂焊料玻璃粉的黏结剂,既可用纯水,也可用其他有机溶剂。使用有机溶剂作黏 结剂时,一旦封接工艺选择不当,碳被还原,会使焊料玻璃发黑。而且封接时有机溶剂被分解, 还会放出对人体健康有害的气体。因此,尽可能选择纯水。

(4) 压力焊料玻璃层厚度通常为30〜5(^m。封接时所加的压力必须恰当。压力过小,焊 料玻璃层过厚,将降低封接强度,甚至产生漏气。由于封接端面不可能是理想的几何平面,压力 过大,焊料玻璃层各处相对厚度相差悬殊,也会造成封接应力的增加,甚至引起炸裂。

(5) 析晶封接采取阶梯式逐步升温的规范,目的有两个,一是防止升温起始阶段水分蒸发 过快而引起焊料玻璃层出现气泡,二是避免瓷件与玻璃件尺寸较大时因升温过快温度不均匀而产 生炸裂。随着温度升高到结晶起始温度,焊料玻璃开始析晶。封接温度高,封接时间长,析晶量 增加,固然有利于封接强度的提高,但气密性有所下降;封接温度低,封接时间短,玻璃成分 多,气密性虽然好,然而封接强度却有所减弱。此外析晶的多少还影响焊料玻璃的线膨胀系数。 因此,为了确保封接质量,除了选择适当的焊料玻璃以外,应根据试验确定合理的封接规范。

封接工艺并非一成不变,在玻璃与陶瓷封接中,根据不同焊料玻璃的特点封接规范也需相应 加以调整。


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