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金属陶瓷的其他密封方法

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-01-27 1:08:16 * 浏览: 8
自1960年代以来,国外已开始将气体放电,电子束,压力扩散和其他技术应用于金属。在陶瓷密封工艺中,已经创建了一些新的工艺方法。如蒸发金属化,溅射金属化,离子镀,电子束焊接,扩散焊接等。这些方法扩大了材料的使用范围,同时提高了密封件的气密性和机械强度,可以满足各个方面的需求(例如根据金属陶瓷密封技术的要求,通过航空航天,原子能等技术)将金属蒸发成。蒸发金属化是使用真空镀膜机蒸发陶瓷上的金属膜以实现金属化的方法。在陶瓷零件蒸发过程中,通过使用“ ldquo”和样品电阻来控制电镀金属膜的厚度。 ldquo,模型电阻器是20mm长,10mm宽,2mm厚的玻璃板。玻璃板的两端气相沉积有长度为5mm的银层。银层被铝箔覆盖。欧姆表测量沉积在玻璃板上的金属层的电阻值,该电阻值可用于转换涂层厚度。例如,当蒸发钛时,将钛层的电阻值控制在500℃至20Ω的范围内,并且将钼的电阻值控制在30flmdash,10fl的范围内。蒸发瓷器时,首先用铝箔覆盖抛光和清洁的95%A1203瓷器。仅将需要金属化的零件暴露在外,并放置在涂布机的真空室中。当真空度达到4倍,10-3Pa时,将瓷器预热至300°C – 400°C,并保持10分钟。首先,蒸发钛,然后形成钼以形成金属膜。然后,在钛和钼金属层上镀一层厚度为2 tm的镍。在使用厚度为0.Smm的无氧铜板和瓷器部件进行密封时(使用AgCu28焊料)。该密封件具有良好的气密性。蒸发金属化工艺还可用于95%氧化铝瓷,无氧铜和易燃部件的平面密封,收缩和套筒密封。蒸发金属化的优点是金属化温度低(300°C,400°C),并且陶瓷没有变形和开裂的风险。可以适应多种不同的介质,例如99%的A1203瓷,99%的Be0瓷,石英等可以金属化的介质,并获得良好的气密性。该密封方法比钼锰方法和活性方法具有更高的密封强度。缺点是难以汽化难熔金属。 ②溅射金属。金属化步骤是用一定压力的氩气填充真空容器,并在电极之间施加直流电压以形成辉光放电。气体放电的正表面用于轰击目标表面,然后将目标表面材料溅射到陶瓷(或其他基材)上以形成金属化膜以实现金属化。图15至图17是三极溅射装置的示意图。文献[316]详细介绍了溅射金属化的过程。此过程的一般过程是,首先将系统泵送至10×4Pa的7倍,关闭扩散泵阀,并以10〜1Pa的干燥纯氩气(1〜3倍)通过,将钨阴极加热至当隐藏阳极时,在阳极和阴极之间会发生放电。放电后,阳极电压自动降至40Vmdash。在50V时,控制阴极的发射电流,使阳极电流达到3.4A〜4A。安装在钟罩外部的线圈用于产生5倍的10-3T磁场,以便将等离子体压缩到直径8毫米(10厘米)的圆柱体中,以擦洗陶瓷表面。然后,以1000V的电压溅射靶表面5分钟以获得干净的陶瓷表面。然后取下覆盖陶瓷的活动挡板,以使溅射的金属沉积在陶瓷上,直到达到所需的金属膜厚度。可以旋转目标表面上的支撑杆,以使陶瓷与不同的溅射金属对齐,并顺序沉积所需的金属薄膜。沉积在瓷器上的金属化材料层是钼,钨,钛,钽或铬,第二层是铜,镍,金或银。在溅射过程中,陶瓷的温度为150°C至200°C,因此没有开裂和变形的问题。陶瓷金属化可以在氢气炉或真空炉中密封。溅射金属化工艺易于操作,可应用于任何类型的陶瓷,尤其是氧化铍陶瓷。这种密封方法可以获得具有良好气密性的密封构件。与蒸发涂布法相比,溅射法可以在较低的温度下沉积高熔点金属膜,并且可以在大面积上产生厚度均匀并且与基板牢固结合的沉积膜。溅射方法还具有能够沉积诸如合金和氧化物之类的薄膜的优点。此外,它还可以获得原子清洁的金属表面“ ldquo”,这对于真空技术非常有用。 ③离子涂层。离子涂覆装置类似于溅射装置,但是该装置的阴极是用于放置陶瓷的托架,阳极是蒸发源的加热丝,并且加热丝材料是要被涂覆的金属材料。在阳极和阳极之间施加直流高压(2kVmdash,5kV)时,在电极之间形成氩等离子体。通过用氩的正离子轰击工件的表面来清洁基板,然后加热热丝以蒸发金属。金属蒸气的正离子在电场的加速下轰击工件的表面,形成固体涂层。图15-18是离子涂覆设备的示意图。参考文献[317]介绍了一种离子涂覆装置。离子涂覆的步骤如下:将系统抽空5次,真空度为10-5Pa,并充入氩气至SPa的压力为1Pa。当在阳极与阳极之间施加2kV至5kV之间的电压时,放电的电流密度为0.5rriA / crrr2。借助离子轰击清洁陶瓷表面,轰击时间取决于材料和表面性能。高压电路中串联的电流表用于指示放电电流。当电流下降到某个稳定值时,“清洗”完成。然后取下活动挡板,使热线使金属蒸发,在电场作用下金属蒸气被离子化为正离子,并在轰击陶瓷的过程中形成固体金属界面层。在形成界面层之后,可以使用离子涂层(或真空蒸发)来获得所需的涂层厚度。 z *之后,将离子涂层的金属化陶瓷零件和金属零件密封。工艺该工艺的优点是金属化温度低(工件的温升小于300°C),结合牢固,适用于不同的介电材料,金属化沉积速率高(类似于电镀速率)。缺点是仅适合沉积相对容易蒸发的金属材料,难熔金属的沉积更困难。