सिरेमिक र धातुहरूको ब्रेजिङ

१. ब्रेजबिलिटी

सिरेमिक र सिरेमिक, सिरेमिक र धातुका कम्पोनेन्टहरूलाई ब्रेज गर्न गाह्रो हुन्छ। धेरैजसो सोल्डरले सिरेमिक सतहमा बल बनाउँछ, थोरै वा कुनै भिजेको बिना। सिरेमिकलाई भिजाउन सक्ने ब्रेजिङ फिलर धातुले ब्रेजिङको समयमा जोर्नी इन्टरफेसमा विभिन्न प्रकारका भंगुर यौगिकहरू (जस्तै कार्बाइड, सिलिसाइड र टर्नरी वा मल्टिभेरिएट यौगिकहरू) बनाउन सजिलो हुन्छ। यी यौगिकहरूको अस्तित्वले जोर्नीको मेकानिकल गुणहरूलाई असर गर्छ। थप रूपमा, सिरेमिक, धातु र सोल्डर बीच थर्मल विस्तार गुणांकको ठूलो भिन्नताको कारणले गर्दा, ब्रेजिङ तापक्रम कोठाको तापक्रममा चिसो भएपछि जोर्नीमा अवशिष्ट तनाव हुनेछ, जसले जोर्नी फुट्न सक्छ।

सिरेमिक सतहमा सोल्डरको भिजेकोपनलाई सामान्य सोल्डरमा सक्रिय धातु तत्वहरू थपेर सुधार गर्न सकिन्छ; कम तापक्रम र छोटो समयको ब्रेजिङले इन्टरफेस प्रतिक्रियाको प्रभावलाई कम गर्न सक्छ; उपयुक्त जोइन्ट फारम डिजाइन गरेर र मध्यवर्ती तहको रूपमा एकल वा बहु-तह धातु प्रयोग गरेर जोइन्टको थर्मल तनाव कम गर्न सकिन्छ।

२. सोल्डर

सिरेमिक र धातु सामान्यतया भ्याकुम फर्नेस वा हाइड्रोजन र आर्गन फर्नेसमा जोडिएका हुन्छन्। सामान्य विशेषताहरूका साथै, भ्याकुम इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको लागि ब्रेजिङ फिलर धातुहरूमा पनि केही विशेष आवश्यकताहरू हुनुपर्छ। उदाहरणका लागि, सोल्डरमा उच्च वाष्प चाप उत्पादन गर्ने तत्वहरू हुनुहुँदैन, जसले गर्दा उपकरणहरूको डाइइलेक्ट्रिक चुहावट र क्याथोड विषाक्तता नहोस्। यो सामान्यतया निर्दिष्ट गरिएको छ कि उपकरण काम गरिरहेको बेला, सोल्डरको वाष्प चाप १०-३pa भन्दा बढी हुनुहुँदैन, र उच्च वाष्प चाप अशुद्धताहरू ०.००२% ~ ०.००५% भन्दा बढी हुनुहुँदैन; सोल्डरको w (o) ०.००१% भन्दा बढी हुनुहुँदैन, ताकि हाइड्रोजनमा ब्रेजिङको क्रममा उत्पन्न हुने पानीको वाष्पबाट बच्न सकियोस्, जसले पग्लिएको सोल्डर धातुको छिचोल्न सक्छ; थप रूपमा, सोल्डर सफा र सतह अक्साइडहरूबाट मुक्त हुनुपर्छ।

सिरेमिक मेटालाइजेसन पछि ब्रेजिङ गर्दा, तामा, आधार, चाँदीको तामा, सुनको तामा र अन्य मिश्र धातुको ब्रेजिङ फिलर धातुहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ।

सिरेमिक र धातुहरूको प्रत्यक्ष ब्रेजिङको लागि, सक्रिय तत्वहरू Ti र Zr भएका ब्रेजिङ फिलर धातुहरू चयन गरिनेछ। बाइनरी फिलर धातुहरू मुख्यतया Ti Cu र Ti Ni हुन्, जुन ११०० ℃ मा प्रयोग गर्न सकिन्छ। टर्नरी सोल्डरहरू मध्ये, Ag Cu Ti (W) (TI) सबैभन्दा बढी प्रयोग हुने सोल्डर हो, जुन विभिन्न सिरेमिक र धातुहरूको प्रत्यक्ष ब्रेजिङको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ। टर्नरी फिलर धातुलाई Ti पाउडरको साथ पन्नी, पाउडर वा Ag Cu युटेक्टिक फिलर धातुद्वारा प्रयोग गर्न सकिन्छ। B-ti49be2 ब्रेजिङ फिलर धातुमा स्टेनलेस स्टील र कम वाष्प दबाबको समान जंग प्रतिरोध छ। यसलाई अक्सिडेशन र चुहावट प्रतिरोधको साथ भ्याकुम सील जोइन्टहरूमा प्राथमिकताका साथ चयन गर्न सकिन्छ। ti-v-cr सोल्डरमा, w (V) ३०% हुँदा पग्लने तापक्रम सबैभन्दा कम (१६२० ℃) हुन्छ, र Cr थप्दा पग्लने तापक्रम दायरा प्रभावकारी रूपमा घटाउन सक्छ। Cr बिनाको B-ti47.5ta5 सोल्डर एल्युमिना र म्याग्नेसियम अक्साइडको प्रत्यक्ष ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिएको छ, र यसको जोइन्ट १००० ℃ को परिवेशको तापक्रममा काम गर्न सक्छ। तालिका १४ ले सिरेमिक र धातु बीचको प्रत्यक्ष जडानको लागि सक्रिय प्रवाह देखाउँछ।

तालिका १४ सिरेमिक र धातु ब्रेजिङको लागि सक्रिय ब्रेजिङ फिलर धातुहरू

२. ब्रेजिङ प्रविधि

पूर्व-धातुकृत सिरेमिकहरू उच्च-शुद्धता निष्क्रिय ग्यास, हाइड्रोजन वा भ्याकुम वातावरणमा ब्रेज गर्न सकिन्छ। भ्याकुम ब्रेजिङ सामान्यतया धातुकरण बिना सिरेमिकको प्रत्यक्ष ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिन्छ।

(१) विश्वव्यापी ब्रेजिङ प्रक्रिया सिरेमिक र धातुको विश्वव्यापी ब्रेजिङ प्रक्रियालाई सात प्रक्रियाहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ: सतह सफाई, पेस्ट कोटिंग, सिरेमिक सतह धातुकरण, निकल प्लेटिङ, ब्रेजिङ र वेल्ड पछि निरीक्षण।

सतह सफा गर्ने उद्देश्य आधार धातुको सतहमा रहेको तेलको दाग, पसिनाको दाग र अक्साइड फिल्म हटाउनु हो। धातुका भागहरू र सोल्डरलाई पहिले डिग्रेज गर्नुपर्छ, त्यसपछि अक्साइड फिल्मलाई एसिड वा क्षार धुनेद्वारा हटाइनेछ, बग्ने पानीले धोइनेछ र सुकाइनेछ। उच्च आवश्यकता भएका भागहरूलाई भ्याकुम फर्नेस वा हाइड्रोजन फर्नेसमा उपयुक्त तापक्रम र समयमा ताप उपचार गरिनेछ (आयन बमबारी विधि पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ) भागहरूको सतह शुद्ध गर्न। सफा गरिएका भागहरू चिल्लो वस्तुहरू वा नाङ्गो हातहरूसँग सम्पर्कमा आउनु हुँदैन। तिनीहरूलाई तुरुन्तै अर्को प्रक्रियामा वा ड्रायरमा राखिनेछ। तिनीहरूलाई लामो समयसम्म हावामा पर्न दिइने छैन। सिरेमिक भागहरू एसीटोन र अल्ट्रासोनिकले सफा गरिनेछ, बग्ने पानीले धुनेछ, र अन्तमा प्रत्येक पटक १५ मिनेटको लागि डिआयोनाइज्ड पानीले दुई पटक उमालेको हुनेछ।

पेस्ट कोटिंग सिरेमिक मेटालाइजेसनको एक महत्त्वपूर्ण प्रक्रिया हो। कोटिंगको समयमा, यसलाई ब्रश वा पेस्ट कोटिंग मेसिनले मेटालाइज गर्न सिरेमिक सतहमा लगाइन्छ। कोटिंगको मोटाई सामान्यतया ३० ~ ६० मिमी हुन्छ। पेस्ट सामान्यतया शुद्ध धातुको पाउडर (कहिलेकाहीं उपयुक्त धातु अक्साइड थपिन्छ) बाट तयार गरिन्छ जसको कण आकार लगभग १ ~ ५um र जैविक टाँसिने हुन्छ।

टाँसिएका सिरेमिक भागहरूलाई हाइड्रोजन भट्टीमा पठाइन्छ र १३०० ~ १५०० ℃ मा ३० ~ ६० मिनेटको लागि भिजेको हाइड्रोजन वा क्र्याक अमोनियाले सिन्टर गरिन्छ। हाइड्राइडले लेपित सिरेमिक भागहरूको लागि, हाइड्राइडहरूलाई विघटन गर्न र सिरेमिक सतहमा बाँकी रहेको शुद्ध धातु वा टाइटेनियम (वा जिरकोनियम) सँग प्रतिक्रिया गर्न सिरेमिक सतहमा धातुको कोटिंग प्राप्त गर्न तिनीहरूलाई लगभग ९०० ℃ मा तताउनु पर्छ।

Mo Mn धातुकृत तहको लागि, सोल्डरले भिजाउनको लागि, १.४ ~ ५um को निकल तह इलेक्ट्रोप्लेट गरिएको हुनुपर्छ वा निकल पाउडरको तहले लेपित गरिएको हुनुपर्छ। यदि ब्रेजिङ तापमान १००० ℃ भन्दा कम छ भने, निकल तहलाई हाइड्रोजन भट्टीमा पूर्व-सिंटर गरिएको हुनुपर्छ। सिंटरिङ तापमान र समय १००० ℃ / १५ ~ २० मिनेट हो।

प्रशोधित सिरेमिकहरू धातुका भागहरू हुन्, जसलाई स्टेनलेस स्टील वा ग्रेफाइट र सिरेमिक मोल्डहरू प्रयोग गरेर सम्पूर्ण रूपमा जम्मा गरिनेछ। जोर्नीहरूमा सोल्डर जडान गरिनेछ, र वर्कपीसलाई सञ्चालनभरि सफा राखिनेछ, र नाङ्गो हातले छुन दिइने छैन।

ब्रेजिङ आर्गन, हाइड्रोजन वा भ्याकुम फर्नेसमा गरिनेछ। ब्रेजिङको तापक्रम ब्रेजिङ फिलर धातुमा निर्भर गर्दछ। सिरेमिक भागहरू फुट्नबाट रोक्नको लागि, चिसो हुने दर धेरै छिटो हुनु हुँदैन। यसको अतिरिक्त, ब्रेजिङले निश्चित दबाब (लगभग ०.४९ ~ ०.९८mpa) पनि लागू गर्न सक्छ।

सतह गुणस्तर निरीक्षणको अतिरिक्त, ब्रेज्ड वेल्डमेन्टहरू थर्मल झट्का र मेकानिकल सम्पत्ति निरीक्षणको अधीनमा पनि हुनेछन्। भ्याकुम उपकरणहरूको लागि सिल गर्ने भागहरू पनि सान्दर्भिक नियमहरू अनुसार चुहावट परीक्षणको अधीनमा हुनुपर्छ।

(२) सिधै ब्रेजिङ गर्दा सिधै ब्रेजिङ गर्नुहोस् (सक्रिय धातु विधि), पहिले सिरेमिक र धातु वेल्डमेन्टहरूको सतह सफा गर्नुहोस्, र त्यसपछि तिनीहरूलाई जम्मा गर्नुहोस्। घटक सामग्रीहरूको विभिन्न थर्मल विस्तार गुणांकहरूको कारणले हुने दरारहरूबाट बच्नको लागि, बफर तह (धातु पानाहरूको एक वा बढी तहहरू) वेल्डमेन्टहरू बीच घुमाउन सकिन्छ। ब्रेजिङ फिलर धातुलाई दुई वेल्डमेन्टहरू बीच क्ल्याम्प गरिनेछ वा सम्भव भएसम्म ब्रेजिङ फिलर धातुले खाली ठाउँ भरिएको स्थानमा राखिनेछ, र त्यसपछि ब्रेजिङ सामान्य भ्याकुम ब्रेजिङ जस्तै गरिनेछ।

यदि Ag Cu Ti सोल्डर प्रत्यक्ष ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिन्छ भने, भ्याकुम ब्रेजिङ विधि अपनाउनु पर्छ। जब भट्टीमा भ्याकुम डिग्री २.७ × १०-३pa मा तताउन सुरु गर्नुहोस्, र यस समयमा तापक्रम द्रुत रूपमा बढ्न सक्छ; जब तापक्रम सोल्डरको पग्लने बिन्दुको नजिक हुन्छ, वेल्डमेन्टका सबै भागहरूको तापक्रम समान बनाउन तापक्रम बिस्तारै बढाउनुपर्छ; जब सोल्डर पग्लिन्छ, तापक्रम द्रुत रूपमा ब्रेजिङ तापक्रममा बढाउनुपर्छ, र होल्डिङ समय ३ ~ ५ मिनेट हुनुपर्छ; चिसो गर्दा, यसलाई ७०० ℃ भन्दा पहिले बिस्तारै चिसो गर्नुपर्छ, र ७०० ℃ पछि भट्टीसँग प्राकृतिक रूपमा चिसो गर्न सकिन्छ।

जब Ti Cu सक्रिय सोल्डरलाई सिधै ब्रेज गरिन्छ, सोल्डरको रूप Cu पन्नी प्लस Ti पाउडर वा Cu भागहरू प्लस Ti पन्नी हुन सक्छ, वा सिरेमिक सतहलाई Ti पाउडर प्लस Cu पन्नीले लेपित गर्न सकिन्छ। ब्रेजिङ गर्नु अघि, सबै धातुका भागहरूलाई भ्याकुमद्वारा डिग्यास गरिनेछ। अक्सिजन रहित तामाको डिग्यासिङ तापक्रम ७५० ~ ८०० ℃ हुनुपर्छ, र Ti, Nb, Ta, आदिलाई १५ मिनेटको लागि ९०० ℃ मा डिग्यास गरिनेछ। यस समयमा, भ्याकुम डिग्री ६.७ × १०-३Pa भन्दा कम हुनुहुँदैन। ब्रेजिङको क्रममा, फिक्स्चरमा वेल्ड गर्नका लागि कम्पोनेन्टहरू जम्मा गर्नुहोस्, तिनीहरूलाई भ्याकुम फर्नेसमा ९०० ~ ११२० ℃ मा तताउनुहोस्, र होल्डिङ समय २ ~ ५ मिनेट हो। सम्पूर्ण ब्रेजिङ प्रक्रियाको क्रममा, भ्याकुम डिग्री ६.७ × १०-३Pa भन्दा कम हुनुहुँदैन।

Ti Ni विधिको ब्रेजिङ प्रक्रिया Ti Cu विधिसँग मिल्दोजुल्दो छ, र ब्रेजिङको तापक्रम 900 ± 10 ℃ छ।

(३) अक्साइड ब्रेजिङ विधि अक्साइड ब्रेजिङ विधि भनेको अक्साइड सोल्डर पग्लिएर बनेको गिलास चरणलाई सिरेमिकमा घुसाएर धातुको सतहलाई भिजाएर भरपर्दो जडान प्राप्त गर्ने विधि हो। यसले सिरेमिकलाई सिरेमिकसँग र सिरेमिकलाई धातुहरूसँग जोड्न सक्छ। अक्साइड ब्रेजिङ फिलर धातुहरू मुख्यतया Al2O3, Cao, Bao र MgO मिलेर बनेका हुन्छन्। B2O3, Y2O3 र ta2o3 थपेर, विभिन्न पग्लने बिन्दुहरू र रेखीय विस्तार गुणांकहरू भएका ब्रेजिङ फिलर धातुहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ। थप रूपमा, CaF2 र NaF मुख्य घटकहरूको रूपमा भएका फ्लोराइड ब्रेजिङ फिलर धातुहरू पनि उच्च शक्ति र उच्च ताप प्रतिरोध भएका जोर्नीहरू प्राप्त गर्न सिरेमिक र धातुहरूलाई जोड्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।