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匹配封接技術

文字:[大][中][小] 2018-11-26 16:51    瀏覽次數:    

  


       選擇與玻璃熱膨脹系數相近的金屬材料進行封接,稱為匹配封接。

  如封接電連接器。電連接器由金屬外殼、封接玻璃和金屬引腳所構成。外殼和引腳的金屬材料選擇是考慮到金屬的機械強度、導電性等因素,而封接玻璃的選擇是考慮到玻璃的絕緣性、氣密性、耐熱性等因素。人們知道玻璃具有脆性,且其抗壓力而不抗拉(張)力。如何使封接玻璃處于壓應力狀態呢?這要考慮封接玻璃的熔封和冷卻過程。封接玻璃受熱后熔化、流散、填充所給空間,并與金屬表面(含氧化物層, 如Fe3O4, FeO, Cr2O3)產生化合/鍵合作用,形成牢固的界面結合。但高溫封接后封接件要冷卻到室溫,在這個過程中,尤其是當溫度降到玻璃轉化溫度(從彈塑性向剛固性轉變)以下,則會在封接件中產生殘余熱應力。該殘余應力的性質和大小程度對封接玻璃有至關重要的影響;材料設計要求通過適當的熱膨脹系數組合,使封接玻璃基體中和玻璃-金屬界面上產生壓應力,有利于封接件的界面結合、結構完整性和氣密性。

  玻璃封接一般可在鏈式封接爐中進行的,它含有幾個溫區,使封接件經受預熱,恒溫和冷卻的過程。最關鍵的是爐內的氣氛控制,通常用某種混合氣體(還原氣氛或中性氣氛),保證金屬表面有適當的氧化層,不產生滲氮或滲碳現象,同時保證玻璃不被還原。玻璃與金屬表面氧化層的浸潤,以及封接件的緩慢冷卻是保證封接質量的關鍵。金屬預氧化和玻璃封結可在同一封接爐中按次序進行,即金屬組件不需事先預氧化就和玻璃坯在石墨夾具上裝配好,然后在爐中的低溫段(玻璃未熔化之前)通入氣體,氧化金屬件,緊接著在氣體保護下升溫到封接溫度,立即封接。

  如封接所用玻璃與外殼金屬和引腳金屬三者的熱膨脹系數基本一致,封接件中的熱應力可以忽略不計,從而實現匹配封接,但仍然運用了玻璃與金屬的氧化封接原理。

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