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sealing alloys 平均热膨胀系数为(4～10)×10-6℃-1的膨胀合金，又称定膨胀合金；主要用作电真空器件中与玻璃或陶瓷封接的材料（图1）。19世纪初，已开始用铂作为封接材料与软玻璃封接。1879年，爱迪生(T.Edison)发明的白炽灯泡以及早期的电子管和X射线管通过玻璃的引出线都用铂丝。在 1896年法国吉尧姆 (C.E.Guillaume)制成因瓦(Invar)合金(36Ni-Fe)以后,又派生出了代替铂的46Ni-Fe封接合金，这是最早的封接合金。后来进一步改进这种合金,在表面覆一层薄铜,这种覆铜的42Ni-Fe丝(俗称杜美丝，扩管机Dumet Wire)用作非匹配软玻璃封接引出线一直使用到70年代。随着电真空技术的发展，出现了熔点高、热稳定性好、热膨胀系数更低的硬玻璃。初期采用钼或钨与硬玻璃封接。20世纪30年代出现了与硬玻璃封接的称为可伐 (Kovar)的Fe-Ni-Co合金;此外,还出现了与软玻璃封接的Fe-Ni-Cr系、Fe-Cr系、Fe-Ni-Cu系等封接合金。 第二次世界大战后，随着超高频、大功率电真空器件的发展，出现了与氧化铝、氧化铍等陶瓷封接的合金。对膨胀合金提出兼具高导热、高导电、无磁性等物理性能的要求。为此采用了复合膨胀合金（如覆铜的可伐合金带材和丝材）、含难熔金属的封接合金 （如Ni-Mo、Ni-Mo-W系等），但用量都不大。 在一定的温度范围内，金属与玻璃的热膨胀系数相一致的封接称为匹配封接。两者的热膨胀系数相差较大的封接称为非匹配封接。一般采用匹配封接，以保证密封质量。附表列出了一些常用封接合金的牌号、成分、平均热膨胀系数和用途。图2和3分别示出合金、玻璃和陶瓷的膨胀曲线。 金属与玻璃封接是靠金属表面所形成的一层致密的氧化膜与加热后的玻璃通过扩散熔融而完成结合的。金属与陶瓷不能直接熔融粘合，而是在陶瓷封接面金属化后用焊料来连接。在封接和使用的整个过程中，封接合金不应发生能引起膨胀特性有明显变化的相变。 封接合金的熔点需高于玻璃熔封和陶瓷封焊的温度，应能与无氧铜等金属钎焊或熔焊，并具有良好的加工性，以便制成丝材、带材、管材和冲压成各种形状的复杂零件。 |
玻璃封接条件： 玻璃或微晶玻璃和金属是两种性质根本不同的材料，若要将它们紧密地结合在一起，有许多基本要求。因而对于一种选定的金属，不是任意一种玻璃都可以用的上，必须满足一定的条件。其中最基本的条件是： 1.1 膨胀系数要十份接近 确切地说，玻璃和金属应从室温到低于玻璃退火上限的温度范围内，它们的膨胀曲线尽可能一致，这样就容易制得无应力的封接体，如果两者的膨胀速率和收缩速率不一样，则在封接体中无论玻璃或金属都能产生应力，当应力超过玻璃极限时，封接处即行开裂，导致元件漏气和失效。即使在短时间内没有开裂，但时间一长，玻璃体受不了应力的作用，也会逐渐产生微裂纹，这就是人们常说的慢性漏气。尤其当电子器件受到震动和碰撞时，微裂纹会迅速蔓延和扩展，导致封接件损坏。 当然，要使两种材料的膨胀系数曲线完全一致是不可能的，因为金属的膨胀系数在没有物象变化的情况下几乎是个常数，而玻璃的膨胀系数在超过退火温度后会急剧上升，当温度超过软化点后，玻璃因处于粘滞状态，故应力会自动消失而使膨胀系数显得无关紧要，如果玻璃和金属的膨胀系数在整个温度范围内其差值不超过±10%，应力便可控制在安全范围内，玻璃就不会炸裂。 1.2 必须使玻璃能润湿金属表面（即玻璃在金属表面能充分展开） 润湿性反应了两种物质之间的结合能力，从热力学角度而论，液体在固体表面上的流度由固体和液体表面张力和固液间张力决定，达到平衡状态时： 由上式可以看出，润湿角越小，则润湿性能越好。 要使玻璃-金属封接前有很好润湿性能，金属的处理就显得尤为重要。而金属材料的处理包括两部分：清洁处理和热处理。 1.2.1 金属的清洁处理：金属材料在与玻璃封接前先要进行清洁处理，以除去金属表面的油脂、污物。一般清洁处理按下列步骤进行：机械净化—去油—化学清洗（电化学清洗）--烘干 |
本文发布于:2023-05-19 06:29:06，感谢您对本站的认可！
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