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    高壓直流接觸器陶瓷封接技術的方法淺談

    作者:超級管理員 來源:本站 發布日期: 2022-05-16 09:20:45

    完全密封——防止電弧暴露,觸點處于密封環境,接觸電阻低且穩定,可在惡劣環境下工作。高壓直流接觸器觸點內部防護等級可達IP67。

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    陶瓷與金屬的密封,又稱焊接(包括陶瓷與陶瓷的焊接),在現代工業技術的應用中具有重要意義。近年來,隨著陶瓷材料的大規模研發,陶瓷與陶瓷或陶瓷與金屬的連接技術越來越受到關注。陶瓷與金屬的有效連接可以進一步擴大陶瓷的應用范圍,如電視機顯像管金屬引線的密封、電子元器件的封裝、飛機和導彈關鍵部件的連接等,都屬于陶瓷金屬密封的范圍。

    陶瓷密封方式

    1粘合劑粘合

    該粘接具有固化速度快、工作溫度范圍寬、抗老化性能好等特點。用于飛機、導彈的緊急維修、輔助部件連接、渦輪機、壓縮機轉子的維修?,F在鍵合技術已在國內外得到廣泛應用。一般來說,陶瓷和金屬是通過膠粘劑連接的,界面力是物理力和化學鍵?;瘜W鍵合獲得的界面強度低于其他工藝獲得的界面強度。據文獻+#報道,使用有機膠的接頭強度小于150MPa,使用無機膠的接頭強度小于10MPa,允許溫度有限制(一般低于200度) );但粘接技術用于修復,周期短,工藝簡單,修復效率高,成型性能好,因此在電力工程和航空工業的靜載荷和超低靜載荷方面得到了廣泛的應用。

    2激光焊接

    使用能量密度非常高的激光來密封陶瓷稱為激光焊接。陶瓷激光焊接裝置主要由二氧化碳激光器、反射鏡、聚光鏡、預熱爐等組成。二氧化碳激光器發出的激光束通過鏡子和聚光鏡聚焦在樣品表面。預熱爐用于對樣品進行預熱,避免激光照射局部突然加熱造成裂紋。預熱溫度和焊接速度對焊接質量有很大影響。

    陶瓷產品的激光焊接首先要考慮如何避免因加熱、冷卻速度和溫度梯度引起的熱裂紋。解決方案包括預熱陶瓷工件、使用雙激光槍和調整激光束。使用雙光束激光進行陶瓷焊接的原理如圖所示。這種方法的優點是可以在幾秒鐘內獲得可控的溫度場,并且可以在自由條件下進行加工,無需特殊處理。

    對激光焊接莫來石試樣進行100次熱疲勞試驗后,焊接試樣的抗彎強度沒有明顯下降。目前,二氧化碳激光裝置已用于焊接氧化鋁瓷、莫來石瓷、鎂橄欖石瓷等新型陶瓷。

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    3 燒結金屬粉末法

    燒結金屬粉末法是在高溫還原氣氛中將瓷件表面的金屬粉末燒結成金屬膜。這種方法多用于陶瓷A金屬的密封和電子元件的連接。

    采用這種封接工藝應遵循以下兩個原則:(1)金屬件的熔點應高于金屬化溫度200度以上,焊料與金屬件的成分不應再為與金屬化中的金屬相同。形成合金; (B)金屬部分和陶瓷部分的膨脹系數應盡可能接近。

    4 活性金屬焊接法

    陶瓷C金屬的連接多為釬焊。利用陶瓷C金屬基材之間的釬料金屬在高溫下熔化,其中的活性成分與陶瓷發生化學反應,形成穩定的反應梯度層,從而將兩種材料粘合在一起。陶瓷與金屬之間的釬焊比金屬之間的釬焊連接要復雜得多,因為陶瓷材料從根本上很難被釬料潤濕,而且大多數釬料往往只在接頭上形成球,這很難達到。很少或沒有發生潤濕。通常有兩種方法可以提高陶瓷C金屬的潤濕性:(1)在焊料中加入表面活性元素。 Si、Mg和Ti等可以使其潤濕性顯著提高。 Ti、Zr、Hf、Pb等過渡族或稀有金屬元素具有很強的化學元素活性。硅酸鹽具有親和力,可與Cu、Ni、Ag、Au等配合使用,制成陶瓷C金屬焊接活性焊料?;钚院噶峡梢栽趦蓚€界面產生機械或化學鍵合; (B)可以提高潤濕過程中的溫度,可以采用涂層技術。

    陶瓷C金屬釬焊的另一個基本問題是兩者的熱膨脹系數相差很大,會在界面處產生殘余應力,在使用過程中可能會導致接頭開裂。在金屬和陶瓷之間插入緩沖層的方法有效地降低了殘余應力,提高了接頭強度。

    5 玻璃焊錫封接方式

    玻璃焊錫封接法實際上是氧化物焊錫法。玻璃焊錫適用于陶瓷和各種金屬合金的密封,特別適用于對強度和氣密性有要求的地方。目前多用于高壓鈉燈Nb管針和Al2O3透明瓷管的密封。

    6 固相壓力擴散焊

    固相壓力擴散焊又稱固相密封法,是指與陶瓷接觸的固相被加熱加壓,擴大接觸面積,使各組分擴散,直至體積擴散完成。鍵合,多用于碳化物、氮化物等非氧化物陶瓷的連接。除了溫度、壓力和時間外,密封前的表面狀態和連接氣氛對接頭質量有很大影響。影響。通常,在氧化氣氛中密封會因金屬表面形成氧化膜而阻礙密封。該方法的特點是:擴散焊方法焊接的接頭質量穩定,焊縫無熔焊缺陷,無過熱結構熱影響區,可焊接大截面接頭、可一次焊接多個接頭等,固相擴散焊接可以滿足高溫應用的要求,但工藝復雜,對連接面和連接設備的加工要求是高的。

    除了這些方法外,還有釉封法、陶瓷瞬態液體結合法(簡稱PTLP)、自蔓延高溫合成(SHS)焊接等方法。釉封法是將硅酸鹽玻璃物質在空氣中燒結在陶瓷上,然后在還原氣氛中與金屬焊接,但接縫釉層嚴重開裂; SHS焊接利用SHS反應釋放的熱量作為高溫熱源,利用SHS反應產物作為焊料,使陶瓷與金屬之間形成牢固的連接; PTLP是為了解決陶瓷活性釬焊和固相擴散連接中存在的問題。該技術是在連接陶瓷的基礎上提出的。由于活性釬焊和固相擴散結合兩者的優點,許多研究人員在這方面進行了研究,研究也越來越深入。


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