珠海航聯(lián)科技的高壓直流接觸器陶瓷封接—采用高可靠的陶瓷封接技術,并填充冷卻電弧能力較強的氣體,可迅速切斷直流負載。 完全密封—防止電弧外露,觸點處于密封環(huán)境中,接觸電阻低而穩(wěn)定,可在惡劣環(huán)境下工作。高壓直流接觸器觸點內部防護等級可達到 IP67。 高壓直流接觸器完全符合 RoHS 要求—對環(huán)境更友好。
陶瓷與金屬的封接,也稱焊接(包括陶瓷與陶瓷的焊接),在現(xiàn)代工業(yè)技術中的應用有著十分重要的意義。近年來,隨著陶瓷材料的大規(guī)模研究開發(fā),陶瓷與陶瓷或陶瓷與金屬的連接技術也越來越引起人們的關注。實現(xiàn)陶瓷與金屬的有效連接可以進一步擴大陶瓷的應用范圍,諸如電視顯像管金屬引線的封接,電子元件的封裝,飛行器及導彈關鍵部位的連接等都屬于陶瓷—金屬封接的范圍。
陶瓷封接方法
3.1 粘合劑粘結
粘接具有固化速度快、使用溫度范圍寬、抗老化性能好等特點,被用于飛機應急修理、導彈輔助件連接、修復渦輪、修復壓氣機轉子方面?,F(xiàn)在膠接技術在國內外都得到了廣泛的應用。一般來講,陶瓷與金屬采用膠接連接,界面作用力為物理力、化學鍵。化學粘接較其它工藝得到的界面強度低,據(jù)文獻+#, 報道:采用有機膠的接頭強度小于150MPa,采用無機膠的接頭強度小于10MPa,且允許使用的溫度有一定的限制(一般低于200度);但粘接技術用在修復上,周期短、工藝簡單、修復效率高、成型性能好,因而在動力工程和**工業(yè)中靜載荷和超低靜載荷中得到了廣泛的應用。
3.2 激光焊接
將能量密度甚高的激光用于陶瓷的封接,稱為激光焊接。陶瓷用激光焊接裝置主要由二氧化碳激光器、反射鏡和聚光鏡以及預熱爐幾部分構成。二氧化碳激光器發(fā)出的激光束經(jīng)反射鏡和聚光鏡聚焦于試樣表面。預熱爐用于預熱試樣以避免激光照射的局部驟熱而產(chǎn)生裂紋。預熱溫度和焊接速度對焊接質量影響較大。
陶瓷制品的激光焊接,首先應考慮如何避免由加熱、冷卻速度和溫度梯度所引起的熱裂紋。其解決辦法有對陶瓷工件進行預熱,用雙激光槍和調整激光束等措施。利用雙束激光進行陶瓷焊接的原理如圖所示,這種方法的優(yōu)點是能夠在幾秒內獲得可控的溫度場,并能在自由條件下加工,無需特殊處理<5> 。
激激光焊接的莫來石試樣,經(jīng)100 次反復加熱和冷卻的熱疲勞試驗,焊接試樣的抗彎強度并沒有明顯下降。目前已出現(xiàn)用二氧化碳激光裝置來焊接氧化鋁瓷、莫來石瓷和鎂橄欖石瓷等新型陶瓷。
3.3 燒結金屬粉末法
燒結金屬粉末法是在高溫還原性氣氛中,使金屬粉末在瓷件表面上燒結成金屬薄膜。此法多用于電子元件陶瓷A 金屬封接與連接。
采用這種封接工藝應遵循以下兩個原則:(1)金屬件的熔點應比金屬化的溫度高200度以上,且焊料、金屬件的成分不再與金屬化中的金屬形成合金;(B)金屬件與陶瓷件兩者的膨脹系數(shù)應盡可能地接近。
3.4 活性金屬焊接法
陶瓷C 金屬的連接多用釬焊。利用陶瓷C 金屬母材之間的釬料在高溫下熔化,其中的活性組元與陶瓷發(fā)生化學反應,形成穩(wěn)定的反應梯度層,從而將兩種材料結合在一起。陶瓷與金屬之間的釬焊要比金屬間的釬焊連接復雜得多,這是因為陶瓷材料從根本上很難被釬料潤濕,大多數(shù)釬料在接頭上往往只形成球珠,很少產(chǎn)生或根本不產(chǎn)生潤濕。改善陶瓷C 金屬潤濕性通常有兩種方法:(1)往釬料中添加表面活性元素。Si ,Mg和Ti 等可使其潤濕性得到明顯改善。Ti ,Zr,Hf,Pb 等過渡族或稀有金屬元素具有較強的化學元素活性,加入釬料中在高溫下對氧化物、硅酸鹽具有親和性,可和Cu,Ni,Ag,Au等一同制成陶瓷C 金屬焊接活性釬料?;钚遭F料在兩界面處可以產(chǎn)生機械或化學結合;(B)可以采用提高潤濕過程中的溫度和使用涂層技術。
陶瓷C 金屬釬焊的另一個基本問題是:二者的熱膨脹系數(shù)相差懸殊,會引起界面殘余應力,可能導致接頭在使用過程中開裂。在金屬與陶瓷之間插入緩沖層的方法有效地降低了殘余應力,提高了接頭強度。
3.5玻璃焊料封接法
玻璃焊料封接法實際即是氧化物焊料法。玻璃焊料適合于陶瓷與各種金屬合金的封接,特別是強度和氣密性要求較高的場所。目前多用于高壓鈉燈Nb管針與Al2O3透明瓷管的封接。
雖然國外七十年代初期即有用于真空電子器件中陶瓷-金屬管殼的報道,但長期以來,國內外廠家都很少有人問津,主要是認為:一是封接強度低,二是Mo-Mn法比較成熟,在性能上完全可以代替它。其實玻璃焊料法也有其特點和獨到之處,(1)簡單、易行、便宜;(2)對高純%/B"@瓷封接比活性化Al2O3法有利;Mo-Mn對小孔結構的封接O 可以避免小孔涂膏厚度不均勻等難以克服的弊?。唬?)對微波器件的輸出窗來說可以避免由于內導體金屬針封口處形成焊料角而帶來器件電性能的惡化。因而O 開發(fā)玻璃焊料在微波管、真空管等器件中的應用,特別是帶有針封結構陶瓷,金屬封接的領域是具有實際意義。
3.6 固相壓力擴散焊
固相壓力擴散焊也叫固相封接法,是指與陶瓷接觸的固相由加熱、加壓法擴大接觸面積,使各成分擴散,直至容積擴散而完成粘接,多用于碳化物、氮化物等非氧化物陶瓷的連接。除了溫度、壓力、時間外,封接前的表面狀態(tài)和連接氣氛對接頭質量有很大的影響。如一般在氧化氣氛中封接,會因金屬表面形成氧化膜而阻礙封接。此法特點是:擴散焊法焊接的接頭質量穩(wěn)定,焊縫中不存在溶化焊缺陷,不存在過熱組織熱影響區(qū),可焊接較大截面接頭,一次可以焊接多個接頭等,且固相擴散焊可滿足高溫應用的要求,但工藝過程復雜,對連接表面的加工和連接設備的要求高。
除了這些方法,還有燒釉封接法、陶瓷瞬間液相連接法(Partial Transient Liquid Bonding簡稱PTLP)、自蔓延高溫合成(SHS)焊接等方法。燒釉封接法是在空氣中于陶瓷上燒結硅酸鹽玻璃類物質,然后再在還原氣氛下與金屬焊接,但接頭釉層龜裂嚴重;SHS焊接是以SHS反應放出的熱為高溫熱源,以SHS反應產(chǎn)物為焊料,在陶瓷和金屬間形成牢固連接的過程;PTLP是為了解決陶瓷活性釬焊和固相擴散連接中存在的問題,在金屬瞬間液相連接以及用“中間擴散層”技術連接陶瓷的基礎上提出的。由于兼有活性釬焊和固相擴散連接的優(yōu)點,許多研究者都展開了這方面的研究,研究日趨深入。