金屬-陶瓷密封焊接

《電氣工程名詞》第一版。

1998年，經(jīng)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定發(fā)布。

由于陶瓷材料表面結(jié)構(gòu)與金屬材料表面結(jié)構(gòu)不同，焊接往往不能潤濕陶瓷表面，也不能與之作用而形成牢固的黏結(jié)，因而陶瓷與金屬的封接是一種特殊的工藝方法，即金屬化的方法：先在陶瓷表面牢固的黏附一層金屬薄膜，從而實現(xiàn)陶瓷與金屬的焊接。另外，用特制的玻璃焊料可直接實現(xiàn)陶瓷與金屬的焊接。

陶瓷的金屬化與封接是在瓷件的工作部位的表面上，涂覆一層具有高導(dǎo)電率、結(jié)合牢固的金屬薄膜作為電極。用這種方法將陶瓷和金屬焊接在一起時，其主要流程如下：

陶瓷表面做金屬化燒滲→沉積金屬薄膜→加熱焊料使陶瓷與金屬焊封

國內(nèi)外以采用銀電極最為普遍。整個覆銀過程主要包括以下幾個階段：

1. 黏合劑揮發(fā)分解階段（90~325℃）

2. 碳酸銀或氧化銀還原階段（410~600℃）

3. 助溶劑轉(zhuǎn)變?yōu)槟z體階段（520~600℃）

4. 金屬銀與制品表面牢固結(jié)合階段（600℃以上）

陶瓷金屬化步驟

1、煮洗

2、金屬化涂敷

3、一次金屬化（高溫氫氣氣氛中燒結(jié)）

4、鍍鎳

5、焊接

6、檢漏

7、檢驗2100433B

陶瓷金屬化實現(xiàn)金屬一陶瓷封接的方法一般是利用金屬粉末涂在陶瓷表面，然后在還原氣氛(氫氣)中高溫?zé)Y(jié)，從而在陶瓷表面形成一層金屬層的過程，所以這種方法又稱為燒結(jié)金屬粉末法。根據(jù)金屬粉末的配方不同，它又有鉬錳法、鉬鐵法、鎢鐵法等，其中以鉬錳法應(yīng)用最廣泛，工藝最成熟。

陶瓷金屬封接機理

鉬錳法陶瓷金屬化的簡單機理是：以鉬粉、錳粉為主要原料，再添加一定數(shù)量的其他金屬粉，以及作為活性劑的金屬氧化物，如氧化鋁、氧化鎂、二氧化硅、氧化鈣等，在還原性氣氛中高溫?zé)Y(jié)。在高溫條件下，氧化錳和配方中的其他氧化物互相溶解和擴散，生成熔點和黏度都比較低的玻璃狀熔融體。

這些熔融體向陶瓷中擴散與滲透，同時對陶瓷中的氧化鋁晶粒產(chǎn)生溶解作用，并與陶瓷中的玻璃相作用生成新的玻璃態(tài)熔融體，并又反過來向金屬化層中擴散與滲透，并浸潤略微氧化的鉬海綿表面。冷卻后，陶瓷與金屬化層界面附近的互相滲透的熔融體變成玻璃相，從而在陶瓷與海綿鉬之間形成一層過渡層。由于鉬層不易被焊料所浸潤，因此還需要在金屬化鉬層上鍍上一層鎳，鍍鎳后在于氫氣氛中進行再燒結(jié)，使鉬層與鎳層結(jié)合牢固，稱為二次金屬化。

陶瓷金屬封接特點

鉬錳法在各種陶瓷的金屬化中應(yīng)用得十分普遍，其主要優(yōu)點是：

(1)工藝成熟、穩(wěn)定；

(2)封接強度高，特別適合微波管在苛刻的機械和氣候條件下應(yīng)用；

(3)可以多次返修而不致破壞金屬化層；

(4)對焊料、金屬化膏劑配方以及燒結(jié)氣氛的要求不很嚴(yán)格，工藝容易掌握。

鉬錳法的缺點是金屬化溫度高，容易影響陶瓷的質(zhì)量；而且要求高溫氫爐；工序周期比較長。 2100433B