सिरेमिक र धातुहरूको ब्राजिङ

1. ब्रेजेबिलिटी

सिरेमिक र सिरेमिक, सिरेमिक र धातु कम्पोनेन्टहरू ब्राज गर्न गाह्रो छ।धेरै जसो सोल्डरले सिरेमिक सतहमा थोरै वा कुनै भिजेको साथ बल बनाउँछ।ब्रेजिङ फिलर मेटल जसले सिरेमिकलाई भिजाउन सक्छ, ब्रेजिङको समयमा संयुक्त इन्टरफेसमा विभिन्न प्रकारका भंगुर यौगिकहरू (जस्तै कार्बाइड, सिलिसाइड र टर्नरी वा मल्टिभेरिएट कम्पाउन्डहरू) बनाउन सजिलो हुन्छ।यी यौगिकहरूको अस्तित्वले संयुक्तको मेकानिकल गुणहरूलाई असर गर्छ।थप रूपमा, सिरेमिक, धातु र सोल्डरको बीचमा थर्मल विस्तार गुणांकको ठूलो भिन्नताको कारण, ब्रेजिङको तापक्रम कोठाको तापक्रममा चिसो भएपछि जोइन्टमा अवशिष्ट तनाव हुनेछ, जसले संयुक्त क्र्याक हुन सक्छ।

सिरेमिक सतहमा सोल्डरको ओसिलोपन सामान्य मिलापमा सक्रिय धातु तत्वहरू थपेर सुधार गर्न सकिन्छ;कम तापमान र छोटो समय ब्रेजिंग इन्टरफेस प्रतिक्रिया को प्रभाव कम गर्न सक्छ;संयुक्तको थर्मल तनावलाई उपयुक्त संयुक्त फारम डिजाइन गरेर र एकल वा बहु-तह धातुलाई मध्यवर्ती तहको रूपमा प्रयोग गरेर कम गर्न सकिन्छ।

2. सोल्डर

सिरेमिक र धातु सामान्यतया भ्याकुम फर्नेस वा हाइड्रोजन र आर्गन फर्नेसमा जोडिएको हुन्छ।सामान्य विशेषताहरु को अतिरिक्त, भ्याकुम इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरु को लागी ब्राजिंग फिलर धातुहरु को लागी केहि विशेष आवश्यकताहरु हुनुपर्दछ।उदाहरणका लागि, सोल्डरमा उच्च वाष्पको दबाब उत्पादन गर्ने तत्वहरू समावेश हुनु हुँदैन, ताकि डाइइलेक्ट्रिक चुहावट र उपकरणहरूको क्याथोड विषाक्तता नहोस्।यो सामान्यतया निर्दिष्ट गरिएको छ कि जब यन्त्रले काम गरिरहेको छ, सोल्डरको वाष्प दबाव 10-3pa भन्दा बढी हुँदैन, र उच्च वाष्प दबाव अशुद्धताहरू 0.002% ~ 0.005% भन्दा बढी हुँदैन;सोल्डरको w(o) ०.००१% भन्दा बढी हुनुहुँदैन, जसले गर्दा हाइड्रोजनमा ब्रेजिङ गर्दा उत्पन्न हुने पानीको भापबाट बच्न, जसले पिघलेको सोल्डर धातुलाई छिर्न सक्छ;थप रूपमा, सोल्डर सफा र सतह अक्साइडबाट मुक्त हुनुपर्छ।

सिरेमिक धातुकरण पछि ब्राजिङ गर्दा, तामा, आधार, चाँदीको तामा, सुन तामा र अन्य मिश्र धातु ब्राजिंग फिलर धातुहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ।

सिरेमिक र धातुहरूको प्रत्यक्ष ब्रेजिङको लागि, सक्रिय तत्वहरू Ti र Zr समावेश भएका ब्राजिङ फिलर धातुहरू चयन गरिनेछ।बाइनरी फिलर धातुहरू मुख्यतया Ti Cu र Ti Ni हुन्, जुन 1100 ℃ मा प्रयोग गर्न सकिन्छ।टर्नरी सोल्डर मध्ये, Ag Cu Ti (W) (TI) सबैभन्दा सामान्य रूपमा प्रयोग हुने सोल्डर हो, जुन विभिन्न सिरेमिक र धातुहरूको प्रत्यक्ष ब्रेजिङको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।टर्नरी फिलर धातु पन्नी, पाउडर वा Ag Cu eutectic फिलर धातु द्वारा Ti पाउडरको साथ प्रयोग गर्न सकिन्छ।B-ti49be2 ब्रेजिङ्ग फिलर मेटलसँग स्टेनलेस स्टील र कम वाष्प दबाबको लागि समान जंग प्रतिरोध छ।यसलाई अधिमान्य रूपमा अक्सीकरण र चुहावट प्रतिरोधको साथ भ्याकुम सील जोडहरूमा चयन गर्न सकिन्छ।ti-v-cr सोल्डरमा, w (V) 30% हुँदा पग्लने तापक्रम सबैभन्दा कम (1620 ℃) ​​हुन्छ, र Cr थप्दा प्रभावकारी रूपमा पग्लने तापमान दायरा कम गर्न सकिन्छ।Cr बिना B-ti47.5ta5 सोल्डर एल्युमिना र म्याग्नेसियम अक्साइडको प्रत्यक्ष ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिएको छ, र यसको जोइन्टले 1000 ℃ को परिवेश तापक्रममा काम गर्न सक्छ।तालिका 14 ले सिरेमिक र धातु बीचको सीधा जडानको लागि सक्रिय प्रवाह देखाउँछ।

तालिका 14 सिरेमिक र मेटल ब्रेजिङका लागि सक्रिय ब्राजिङ फिलर धातुहरू

2. ब्राजिङ प्रविधि

पूर्व-मेटालाइज्ड सिरेमिकहरू उच्च-शुद्धता निष्क्रिय ग्यास, हाइड्रोजन वा भ्याकुम वातावरणमा ब्राज 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, टाँस्ने कोटिंग, सिरेमिक सतह धातुकरण, निकल प्लेटिङ, ब्राजिङ र पोस्ट वेल्ड निरीक्षण।

सतह सफाईको उद्देश्य आधार धातुको सतहमा तेलको दाग, पसिनाको दाग र अक्साइड फिल्म हटाउनु हो।धातुका भागहरू र सोल्डरलाई पहिले कम गरिनुपर्छ, त्यसपछि अक्साइड फिलिमलाई एसिड वा क्षारले धुने, बग्ने पानीले धोएर सुकाइन्छ।उच्च आवश्यकता भएका भागहरूलाई भ्याकुम फर्नेस वा हाइड्रोजन फर्नेस (आयन बमबारी विधि पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ) मा उपयुक्त तापक्रम र समयमा भागहरूको सतह शुद्ध गर्न ताप उपचार गर्नुपर्छ।सफा गरिएका भागहरू चिल्लो वस्तु वा खाली हातले सम्पर्क गर्नु हुँदैन।तिनीहरूलाई तुरुन्तै अर्को प्रक्रिया वा ड्रायरमा राखिनेछ।तिनीहरू लामो समयसम्म हावाको सम्पर्कमा आउँदैनन्।सिरेमिक भागहरू एसीटोन र अल्ट्रासोनिकले सफा गर्नुपर्छ, बग्ने पानीले धोइन्छ, र अन्तमा प्रत्येक पटक 15 मिनेटको लागि डियोनाइज्ड पानीले दुई पटक उमालेर राख्नुपर्छ।

टाँस्ने कोटिंग सिरेमिक धातुकरण को एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया हो।कोटिंग को समयमा, यो सिरेमिक सतह मा एक ब्रश वा पेस्ट कोटिंग मेसिन संग धातुकरण गर्न लागू गरिन्छ।कोटिंग मोटाई सामान्यतया 30 ~ 60mm छ।पेस्ट सामान्यतया शुद्ध धातु पाउडर (कहिलेकाँही उपयुक्त धातु अक्साइड थपिएको छ) बाट 1 ~ 5um को कण आकार र जैविक टाँसने को साथ तयार गरिन्छ।

टाँस्ने सिरेमिक भागहरूलाई हाइड्रोजन फर्नेसमा पठाइन्छ र 30 ~ 60 मिनेटको लागि 1300 ~ 1500 ℃ मा भिजेको हाइड्रोजन वा क्र्याक गरिएको अमोनियाले सिन्टेर गरिन्छ।हाइड्राइडसँग लेपित सिरेमिक भागहरूका लागि, तिनीहरू हाइड्राइडहरू सड्न र सिरेमिक सतहमा धातुको कोटिंग प्राप्त गर्न सिरेमिक सतहमा बाँकी शुद्ध धातु वा टाइटेनियम (वा जिरकोनियम) सँग प्रतिक्रिया गर्न लगभग 900 डिग्री सेल्सियसमा तताइन्छ।

Mo Mn मेटालाइज्ड तहको लागि, यसलाई सोल्डरले भिजाउनको लागि, 1.4 ~ 5um को निकल तह इलेक्ट्रोप्लेट वा निकल पाउडरको तहले लेपित हुनुपर्छ।यदि ब्रेजिङको तापक्रम 1000 ℃ भन्दा कम छ भने, निकल तहलाई हाइड्रोजन भट्टीमा पूर्व सिंटर गर्न आवश्यक छ।sintering तापमान र समय 1000 ℃ / 15 ~ 20 मिनेट हो।

उपचार गरिएको सिरेमिकहरू धातुका भागहरू हुन्, जसलाई स्टेनलेस स्टील वा ग्रेफाइट र सिरेमिक मोल्डहरूको साथ पूर्ण रूपमा भेला गरिनेछ।जोर्नीहरूमा सोल्डर स्थापना गरिनु पर्छ, र वर्कपीसलाई सञ्चालनको अवधिभर सफा राख्नु पर्छ, र खाली हातले छुनु हुँदैन।

ब्राजिङ आर्गन, हाइड्रोजन वा भ्याकुम फर्नेसमा गरिनुपर्छ।ब्रेजिङको तापक्रम ब्रेजिङ फिलर मेटलमा निर्भर हुन्छ।सिरेमिक भागहरू क्र्याकिंग रोक्नको लागि, शीतलन दर धेरै छिटो हुनु हुँदैन।थप रूपमा, ब्राजिङले निश्चित दबाब (लगभग ०.४९ ~ ०.९८mpa) पनि लागू गर्न सक्छ।

सतह गुणस्तर निरीक्षणको अतिरिक्त, ब्राज गरिएको वेल्डमेन्टहरू थर्मल झटका र मेकानिकल सम्पत्ति निरीक्षणको अधीनमा हुनेछन्।भ्याकुम यन्त्रहरूका लागि सील गर्ने भागहरू पनि सान्दर्भिक नियमहरू अनुसार चुहावट परीक्षणको अधीनमा हुनुपर्छ।

(२) सीधा ब्रेजिङ गर्दा (सक्रिय धातु विधि), पहिले सिरेमिक र धातु वेल्डमेन्टको सतह सफा गर्नुहोस्, र त्यसपछि तिनीहरूलाई जम्मा गर्नुहोस्।कम्पोनेन्ट सामग्रीको विभिन्न थर्मल विस्तार गुणांकको कारणले गर्दा हुने दरारबाट बच्नको लागि, बफर तह (धातुका पानाहरूको एक वा बढी तहहरू) वेल्डमेन्टहरू बीच घुमाउन सकिन्छ।ब्रेजिङ फिलर मेटललाई दुई वेल्डमेन्टको बीचमा क्ल्याम्प गरिनु पर्छ वा जहाँसम्म सम्भव भएसम्म ब्रेजिङ फिलर मेटलले खाली ठाउँ भरिएको स्थानमा राखिनेछ, र त्यसपछि सामान्य भ्याकुम ब्रेजिङ जस्तै ब्रेजिङ गरिनुपर्छ।

यदि Ag Cu Ti सोल्डर प्रत्यक्ष ब्रेजिङको लागि प्रयोग गरिन्छ भने, भ्याकुम ब्रेजिङ विधि अपनाइनेछ।जब भट्टीमा भ्याकुम डिग्री 2.7 × 10-3pa मा तताउन सुरु गर्नुहोस्, र यस समयमा तापक्रम द्रुत रूपमा बढ्न सक्छ;जब तापक्रम सोल्डरको पग्लने बिन्दुको नजिक हुन्छ, तापक्रम बिस्तारै बढाउनुपर्छ ताकि वेल्डमेन्टका सबै भागहरूको तापक्रम समान हुन जान्छ;जब सोल्डर पग्लिन्छ, तापमान द्रुत रूपमा ब्रेजिङ तापमानमा बढाइनेछ, र होल्डिंग समय 3 ~ 5 मिनेट हुनेछ;चिसोको समयमा, यसलाई 700 ℃ अघि बिस्तारै चिसो गर्नुपर्छ, र 700 ℃ पछि भट्टी संग प्राकृतिक रूपमा चिसो गर्न सकिन्छ।

जब Ti Cu सक्रिय सोल्डरलाई सीधै ब्राज गरिन्छ, सोल्डरको रूप Cu Foil प्लस Ti पाउडर वा Cu भागहरू प्लस Ti Foil हुन सक्छ, वा सिरेमिक सतहलाई Ti पाउडर प्लस Cu पन्नीले लेपित गर्न सकिन्छ।ब्रेजिङ गर्नु अघि, सबै धातुका भागहरू भ्याकुमद्वारा डिगास गरिनुपर्छ।अक्सिजन मुक्त तामाको डिग्यासिङ तापमान 750 ~ 800 ℃, र Ti, Nb, Ta, इत्यादिलाई 15 मिनेटको लागि 900 ℃ मा डिग्यास गरिनु पर्छ।यस समयमा, भ्याकुम डिग्री 6.7 × 10-3Pa भन्दा कम हुनु हुँदैन। ब्रेजिङको क्रममा, फिक्स्चरमा वेल्डेड गर्नका लागि कम्पोनेन्टहरू जम्मा गर्नुहोस्, तिनीहरूलाई भ्याकुम फर्नेसमा 900 ~ 1120 ℃ मा तताउनुहोस्, र होल्डिंग समय 2 ~ हो। ५ मिनेटसम्पूर्ण ब्रेजिङ प्रक्रियाको समयमा, भ्याकुम डिग्री 6.7 × 10-3Pa भन्दा कम हुनु हुँदैन।

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

(३) अक्साइड ब्रेजिङ विधि अक्साइड ब्रेजिङ विधि सिरेमिकमा घुसाउन र धातुको सतहलाई भिजाउन अक्साइड सोल्डर पग्लेर बनेको गिलास चरण प्रयोग गरेर भरपर्दो जडान महसुस गर्ने विधि हो।यसले सिरेमिकलाई सिरेमिकसँग र सिरेमिकलाई धातुसँग जोड्न सक्छ।अक्साइड ब्रेजिंग फिलर धातुहरू मुख्यतया Al2O3, Cao, Bao र MgO बाट बनेका हुन्छन्।B2O3, Y2O3 र ta2o3 थपेर, विभिन्न पिघलने बिन्दुहरू र रैखिक विस्तार गुणांकहरू सहित ब्राजिङ फिलर धातुहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ।थप रूपमा, मुख्य कम्पोनेन्टको रूपमा CaF2 र NaF सँग फ्लोराइड ब्रेजिंग फिलर धातुहरू पनि सिरेमिक र धातुहरू जडान गर्न उच्च शक्ति र उच्च तातो प्रतिरोधको साथ जोइन्टहरू प्राप्त गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।