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陶瓷金属化技术-钼锰法

作者:佚名    文章来源:网络    点击数:    更新时间:2008-6-14

新型陶瓷常用的钼锰法工艺流程与被银法基本相似。其金属化烧结多在立式或卧式氢气炉中进行。采用还原气氛,但需要含微量的氧化气体,如空气和水汽等,也可采用H2、N2及H2O三元气体。金属烧结的温度,一般比瓷件的烧成温度低30~100℃。[钼锰法也是烧结金属粉末法最重要的一种。]

金属件的膨胀系数与陶瓷的膨胀系数尽可能接近,互相匹配,封包陶瓷的金属应有较高的温度系数,封接与陶瓷内的金属应有较低的温度系数。这样,陶瓷保持受压状态。
钼锰法的工艺流程图:
 

1、金属化用的原料的处理与配制
(1)钼粉:使用前先在纯,干的H2气氛中1100 ℃处理,并将处理过的钼粉100g加入500ml无水乙醇中摇动一分钟,然后静置三分钟,倾出上层的悬浮液,在静止数小时使澄清,最后取出沉淀在40 ℃下烘干。
(2)锰粉:电解锰片在钢球磨中磨48小时,以磁铁吸去铁屑,在用酒精漂选出细颗粒。
(3)金属化涂浆的配制与涂制:取100g钼锰金属的混合粉末(钼:锰=4:1),在其中加入2.5g硝棉溶液及适量的草酸二乙酯,搅拌均匀,至浆能沿玻璃棒成线状流下为准。每次使用前如稠度不合适,可再加入少量硝棉溶液或者草酸二乙酯进行调节。涂层厚度为50um。

金属化的机理:锰被水气中的氧气在800℃下氧化,高温下,熔入玻璃相中,减低其黏度。玻璃相渗入钼层空隙,并向陶瓷坯体中渗透。由于Al2O3在玻璃相中溶解-重结晶过程,因此在界面上往往存在大颗粒的刚玉晶体。氧化锰还能与Al2O3生成锰铝尖晶石,或与SiO2生成蔷薇辉石。
     
钼在高温下烧结成多孔体,同时钼的表面被氧化,并渗入到金属化层空隙的玻璃相中,被润湿和包裹,这样容易烧结,并向瓷体移动。


  冷却后,经书相层就通过过渡区而与瓷坯紧密的结合。由于以上的高温反应在氧化铝瓷和钼  锰金属化层之间形成有一厚度的中间层。金属化层厚度约为50um时,中间层约为30um,金属化层厚度增加,中间层厚度也增加。
2、上镍
  在金属化烧成以后,为改善焊接时金属化层与焊料的润湿性能,许在上面上一层镍,可用涂镍再烧,也可用电镀的方法。

1,烧镍:将镍粉用上述钼粉漂选方法获得细颗粒,并采用和制金属化钼锰浆一样的方法制成镍浆,涂在烧好的金属化层上,厚度为40um,在980℃干H2气氛中烧结15分钟。
2,镀镍:在金属化层上电镀镍,周期短,电极上采用的镍板纯度为99.52%。


3、焊接
 经金属化并上有镍的陶瓷,与金属焊接在一起,是在干燥H2保护下的立式钼丝炉中进香。与可伐合金焊接时焊料用纯银,与无氧铜焊接时,只能用银铜低共熔合金。

纯银焊料:一般采用0.3mm厚的薄片,或直径0.1mm的银丝,纯度为99.7%,焊接温度为030-1050℃
            

银铜焊料:也可采用0.3mm厚的薄片,或直径0.1mm的银丝,成分为72.98%银,27.02%铜焊接温度为030-1050 ℃