सिरेमिक आणि धातूंचे ब्रेझिंग

1. ब्रेझिबिलिटी

सिरेमिक आणि सिरेमिक, सिरेमिक आणि धातूचे घटक ब्राझ करणे कठीण आहे.बहुतेक सोल्डर सिरॅमिक पृष्ठभागावर एक बॉल बनवतात, थोडे किंवा ओले नसतात.ब्रेझिंग फिलर मेटल जे सिरेमिक ओले करू शकते ते ब्रेझिंग दरम्यान संयुक्त इंटरफेसवर विविध ठिसूळ संयुगे (जसे की कार्बाइड्स, सिलिसाइड्स आणि टर्नरी किंवा मल्टीव्हेरिएट संयुगे) तयार करणे सोपे आहे.या संयुगांचे अस्तित्व संयुक्त च्या यांत्रिक गुणधर्मांवर परिणाम करते.याव्यतिरिक्त, सिरॅमिक, धातू आणि सोल्डरमधील थर्मल विस्तार गुणांकांच्या मोठ्या फरकामुळे, ब्रेझिंग तापमान खोलीच्या तपमानावर थंड झाल्यानंतर सांध्यामध्ये अवशिष्ट तणाव असेल, ज्यामुळे सांधे क्रॅक होऊ शकतात.

सिरेमिक पृष्ठभागावरील सोल्डरची ओलेपणा सामान्य सोल्डरमध्ये सक्रिय धातू घटक जोडून सुधारली जाऊ शकते;कमी तापमान आणि कमी वेळ ब्रेझिंग इंटरफेस प्रतिक्रिया प्रभाव कमी करू शकता;योग्य संयुक्त स्वरूपाची रचना करून आणि मध्यवर्ती स्तर म्हणून सिंगल किंवा मल्टी-लेयर मेटल वापरून सांध्याचा थर्मल ताण कमी केला जाऊ शकतो.

2. सोल्डर

सिरॅमिक आणि धातू सहसा व्हॅक्यूम भट्टी किंवा हायड्रोजन आणि आर्गॉन भट्टीत जोडलेले असतात.सामान्य वैशिष्ट्यांव्यतिरिक्त, व्हॅक्यूम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी ब्रेझिंग फिलर मेटलमध्ये काही विशेष आवश्यकता देखील असणे आवश्यक आहे.उदाहरणार्थ, सोल्डरमध्ये उच्च वाष्प दाब निर्माण करणारे घटक नसावेत, जेणेकरून डायलेक्ट्रिक लीकेज आणि उपकरणांचे कॅथोड विषबाधा होऊ नये.हे सामान्यत: निर्दिष्ट केले जाते की जेव्हा यंत्र कार्य करत असेल तेव्हा, सोल्डरचा वाष्प दाब 10-3pa पेक्षा जास्त नसावा आणि उच्च वाष्प दाब अशुद्धता 0.002% ~ 0.005% पेक्षा जास्त नसावी;सोल्डरचा w(o) 0.001% पेक्षा जास्त नसावा, जेणेकरून हायड्रोजनमध्ये ब्रेझिंग करताना निर्माण होणारी पाण्याची बाष्प टाळता येईल, ज्यामुळे वितळलेल्या सोल्डर धातूचे स्प्लॅशिंग होऊ शकते;याव्यतिरिक्त, सोल्डर स्वच्छ आणि पृष्ठभाग ऑक्साईडपासून मुक्त असणे आवश्यक आहे.

सिरेमिक मेटलायझेशननंतर ब्रेझिंग करताना, तांबे, बेस, चांदीचे तांबे, सोन्याचे तांबे आणि इतर मिश्रधातूचे ब्रेझिंग फिलर धातू वापरले जाऊ शकतात.

सिरॅमिक्स आणि धातूंच्या थेट ब्रेझिंगसाठी, Ti आणि Zr सक्रिय घटक असलेले ब्रेझिंग फिलर धातू निवडले जातील.बायनरी फिलर धातू प्रामुख्याने Ti Cu आणि Ti Ni आहेत, ज्याचा वापर 1100 ℃ वर केला जाऊ शकतो.टर्नरी सोल्डरमध्ये, Ag Cu Ti (W) (TI) हे सर्वात जास्त वापरले जाणारे सोल्डर आहे, जे विविध सिरेमिक आणि धातूंच्या थेट ब्रेझिंगसाठी वापरले जाऊ शकते.टर्नरी फिलर मेटल फॉइल, पावडर किंवा Ag Cu eutectic फिलर मेटल Ti पावडरसह वापरली जाऊ शकते.B-ti49be2 ब्रेझिंग फिलर मेटलमध्ये स्टेनलेस स्टील आणि कमी बाष्प दाब सारखाच गंज प्रतिकार असतो.हे ऑक्सिडेशन आणि गळती प्रतिरोधासह व्हॅक्यूम सीलिंग जोडांमध्ये प्राधान्याने निवडले जाऊ शकते.ti-v-cr सोल्डरमध्ये, w (V) 30% असताना वितळण्याचे तापमान सर्वात कमी (1620 ℃) ​​असते आणि Cr ची जोडणी प्रभावीपणे वितळण्याची तापमान श्रेणी कमी करू शकते.Cr शिवाय B-ti47.5ta5 सोल्डरचा वापर अॅल्युमिना आणि मॅग्नेशियम ऑक्साईडच्या थेट ब्रेझिंगसाठी केला गेला आहे आणि त्याचा जॉइंट 1000 ℃ च्या वातावरणीय तापमानात काम करू शकतो.तक्ता 14 सिरेमिक आणि धातू दरम्यान थेट कनेक्शनसाठी सक्रिय प्रवाह दर्शविते.

टेबल 14 सिरॅमिक आणि मेटल ब्रेझिंगसाठी सक्रिय ब्रेझिंग फिलर मेटल

2. ब्रेझिंग तंत्रज्ञान

प्री-मेटालाइज्ड सिरॅमिक्स उच्च-शुद्धता इनर्ट गॅस, हायड्रोजन किंवा व्हॅक्यूम वातावरणात ब्रेझ केले जाऊ शकतात.व्हॅक्यूम ब्रेझिंगचा वापर सामान्यतः मेटलायझेशनशिवाय सिरॅमिक्सच्या थेट ब्रेझिंगसाठी केला जातो.

(1) युनिव्हर्सल ब्रेझिंग प्रक्रिया सिरेमिक आणि धातूची सार्वत्रिक ब्रेझिंग प्रक्रिया सात प्रक्रियांमध्ये विभागली जाऊ शकते: पृष्ठभाग साफ करणे, पेस्ट कोटिंग, सिरॅमिक पृष्ठभाग मेटलायझेशन, निकेल प्लेटिंग, ब्रेझिंग आणि वेल्ड तपासणी.

पृष्ठभागाच्या स्वच्छतेचा उद्देश बेस मेटलच्या पृष्ठभागावरील तेलाचे डाग, घामाचे डाग आणि ऑक्साईड फिल्म काढून टाकणे आहे.धातूचे भाग आणि सोल्डर प्रथम कमी केले जावे, नंतर ऑक्साईड फिल्म ऍसिड किंवा अल्कली वॉशिंगद्वारे काढली जावी, वाहत्या पाण्याने धुऊन वाळवावी.उच्च आवश्यकता असलेल्या भागांवर व्हॅक्यूम भट्टी किंवा हायड्रोजन भट्टीमध्ये (आयन बॉम्बर्डमेंट पद्धत देखील वापरली जाऊ शकते) योग्य तापमानात आणि भागांची पृष्ठभाग शुद्ध करण्यासाठी उष्णता उपचार केले जावे.स्वच्छ केलेले भाग स्निग्ध वस्तू किंवा उघड्या हातांनी संपर्क साधू नयेत.ते ताबडतोब पुढील प्रक्रियेत किंवा ड्रायरमध्ये टाकले जातील.ते बर्याच काळासाठी हवेच्या संपर्कात नसावेत.सिरॅमिकचे भाग एसीटोन आणि अल्ट्रासोनिकने स्वच्छ करावेत, वाहत्या पाण्याने धुवावेत आणि शेवटी प्रत्येक वेळी 15 मिनिटांसाठी डीआयोनाइज्ड पाण्याने दोनदा उकळावेत.

पेस्ट कोटिंग ही सिरेमिक मेटलायझेशनची एक महत्त्वाची प्रक्रिया आहे.कोटिंग दरम्यान, ते ब्रश किंवा पेस्ट कोटिंग मशीनसह मेटालाइझ करण्यासाठी सिरेमिक पृष्ठभागावर लागू केले जाते.कोटिंगची जाडी साधारणपणे 30 ~ 60 मिमी असते.साधारणपणे 1 ~ 5um कण आकार आणि सेंद्रिय चिकटपणासह शुद्ध धातूच्या पावडरपासून (कधीकधी योग्य धातूचा ऑक्साईड जोडला जातो) पेस्ट तयार केली जाते.

पेस्ट केलेले सिरॅमिक भाग हायड्रोजन भट्टीत पाठवले जातात आणि 30 ~ 60 मिनिटांसाठी 1300 ~ 1500 ℃ वर ओल्या हायड्रोजन किंवा क्रॅक अमोनियाने सिंटर केले जातात.हायड्राइड्ससह लेपित केलेल्या सिरॅमिक भागांसाठी, हायड्राइड्सचे विघटन करण्यासाठी ते सुमारे 900 डिग्री सेल्सियस पर्यंत गरम केले जावे आणि सिरॅमिक पृष्ठभागावर धातूचा लेप मिळविण्यासाठी शुद्ध धातू किंवा टायटॅनियम (किंवा झिरकोनियम) शी विक्रिया करा.

Mo Mn मेटालाइज्ड लेयरसाठी, तो सोल्डरने ओला करण्यासाठी, 1.4 ~ 5um चा निकेल लेयर इलेक्ट्रोप्लेट केलेला किंवा निकेल पावडरच्या थराने लेपित केला पाहिजे.जर ब्रेझिंग तापमान 1000 ℃ पेक्षा कमी असेल तर, निकेल लेयरला हायड्रोजन भट्टीत पूर्व सिंटर करणे आवश्यक आहे.सिंटरिंग तापमान आणि वेळ 1000 ℃ /15 ~ 20 मिनिटे आहे.

उपचार केलेले सिरॅमिक्स हे धातूचे भाग आहेत, जे स्टेनलेस स्टील किंवा ग्रेफाइट आणि सिरॅमिक मोल्ड्ससह संपूर्णपणे एकत्र केले जातील.सांध्यावर सोल्डर स्थापित केले जावे, आणि वर्कपीस संपूर्ण ऑपरेशन दरम्यान स्वच्छ ठेवली जाईल आणि उघड्या हातांनी स्पर्श केला जाऊ नये.

ब्रेझिंग आर्गॉन, हायड्रोजन किंवा व्हॅक्यूम भट्टीत केले पाहिजे.ब्रेझिंग तापमान ब्रेझिंग फिलर मेटलवर अवलंबून असते.सिरेमिक भागांचे क्रॅकिंग टाळण्यासाठी, थंड होण्याचा दर खूप वेगवान नसावा.याव्यतिरिक्त, ब्रेझिंग देखील एक विशिष्ट दाब (सुमारे 0.49 ~ 0.98mpa) लागू करू शकते.

पृष्ठभागाच्या गुणवत्तेच्या तपासणीव्यतिरिक्त, ब्रेझ केलेले वेल्डमेंट्स थर्मल शॉक आणि यांत्रिक गुणधर्म तपासणीच्या अधीन असतील.व्हॅक्यूम उपकरणांसाठी सीलिंग भाग देखील संबंधित नियमांनुसार गळती चाचणीच्या अधीन असणे आवश्यक आहे.

(२) थेट ब्रेझिंग करताना (सक्रिय धातूची पद्धत), प्रथम सिरॅमिक आणि धातूच्या वेल्डमेंटची पृष्ठभाग साफ करा आणि नंतर त्यांना एकत्र करा.घटक सामग्रीच्या वेगवेगळ्या थर्मल विस्तार गुणांकांमुळे होणारी क्रॅक टाळण्यासाठी, बफर लेयर (धातूच्या शीटचे एक किंवा अधिक स्तर) वेल्डमेंट्समध्ये फिरवले जाऊ शकतात.ब्रेझिंग फिलर मेटलला दोन वेल्डमेंट्समध्ये क्लॅम्प केले जावे किंवा शक्य तितक्या अंतरावर ब्रेझिंग फिलर मेटलने भरलेले अंतर ठेवले पाहिजे आणि नंतर ब्रेझिंग सामान्य व्हॅक्यूम ब्रेझिंगप्रमाणे केले जावे.

जर थेट ब्रेझिंगसाठी Ag Cu Ti सोल्डरचा वापर केला जात असेल तर, व्हॅक्यूम ब्रेझिंग पद्धतीचा अवलंब केला जाईल.जेव्हा भट्टीतील व्हॅक्यूम डिग्री 2.7 × पर्यंत पोहोचते तेव्हा 10-3pa वर गरम करणे सुरू करा आणि यावेळी तापमान वेगाने वाढू शकते;जेव्हा तापमान सोल्डरच्या वितळण्याच्या बिंदूच्या जवळ असते, तेव्हा वेल्डमेंटच्या सर्व भागांचे तापमान समान राहण्यासाठी तापमान हळूहळू वाढवले ​​पाहिजे;जेव्हा सोल्डर वितळले जाते, तेव्हा तापमान वेगाने ब्रेझिंग तापमानापर्यंत वाढवले ​​जाते आणि होल्डिंगची वेळ 3 ~ 5 मिनिटे असावी;कूलिंग दरम्यान, ते 700 ℃ आधी हळूहळू थंड केले पाहिजे आणि 700 ℃ नंतर भट्टीसह नैसर्गिकरित्या थंड केले जाऊ शकते.

जेव्हा Ti Cu सक्रिय सोल्डर थेट ब्रेज केले जाते, तेव्हा सोल्डरचे स्वरूप Cu Foil अधिक Ti पावडर किंवा Cu भाग अधिक Ti Foil असू शकते किंवा सिरॅमिक पृष्ठभागावर Ti पावडर अधिक Cu फॉइलचा लेप केला जाऊ शकतो.ब्रेझिंग करण्यापूर्वी, सर्व धातूचे भाग व्हॅक्यूमद्वारे डिगॅस केले जावेत.ऑक्सिजन मुक्त तांब्याचे डिगॅसिंग तापमान 750 ~ 800 ℃ आणि Ti, Nb, Ta, इत्यादी 15 मिनिटांसाठी 900 ℃ वर डिगॅस केले जावे.यावेळी, व्हॅक्यूम डिग्री 6.7 × 10-3Pa पेक्षा कमी नसावी. ब्रेझिंग दरम्यान, फिक्स्चरमध्ये वेल्डेड करण्यासाठी घटक एकत्र करा, त्यांना व्हॅक्यूम भट्टीत 900 ~ 1120 ℃ पर्यंत गरम करा आणि होल्डिंग वेळ 2 ~ आहे ५ मि.संपूर्ण ब्रेझिंग प्रक्रियेदरम्यान, व्हॅक्यूम डिग्री 6.7 × 10-3Pa पेक्षा कमी नसावी.

Ti Ni पद्धतीची ब्रेझिंग प्रक्रिया Ti Cu पद्धतीसारखीच असते आणि ब्रेझिंग तापमान 900 ± 10 ℃ असते.

(३) ऑक्साइड ब्रेझिंग पद्धत ऑक्साईड ब्रेझिंग पद्धत ही सिरेमिकमध्ये घुसण्यासाठी आणि धातूच्या पृष्ठभागावर ओले करण्यासाठी ऑक्साईड सोल्डर वितळण्यामुळे तयार झालेल्या काचेच्या टप्प्याचा वापर करून विश्वसनीय कनेक्शनची जाणीव करण्याची एक पद्धत आहे.हे सिरेमिकसह सिरेमिक आणि सिरेमिकला धातूसह जोडू शकते.ऑक्साइड ब्रेझिंग फिलर धातू प्रामुख्याने Al2O3, Cao, Bao आणि MgO चे बनलेले असतात.B2O3, Y2O3 आणि ta2o3 जोडून, ​​विविध वितळण्याचे बिंदू आणि रेखीय विस्तार गुणांक असलेले ब्रेझिंग फिलर धातू मिळवता येतात.याव्यतिरिक्त, मुख्य घटक म्हणून CaF2 आणि NaF सह फ्लोराईड ब्रेझिंग फिलर धातू देखील उच्च शक्ती आणि उच्च उष्णता प्रतिरोधक सांधे मिळविण्यासाठी सिरॅमिक्स आणि धातू जोडण्यासाठी वापरली जाऊ शकतात.