陶瓷金属化技术.doc

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1、陶瓷金属化技术-钼锰法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

2、，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

3、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

4、，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

5、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℃封接陶瓷与各种金属的玻璃焊料封接法技术讲解 玻璃焊料适合于陶瓷与各种金属合金的封接，特别是强度和气密性要求高的场合。尤其是普遍用于碱金属蒸气灯的制造。在以氧化铝和氧化钙为基的玻璃焊料中，若添加各种氧化物，对焊料性能有不同的影响。添加物　　性能二氧化硅、氧化锡　玻璃焊料不易析晶，抗碱腐蚀能力下降氧化铝过多，或不适当的SrO或MgO　易析晶，抗碱性增强，熔点随之

6、升高，流动性下降Na2O和B2O3　增加焊料流动性，降低了抗碱性少量Y2O3等稀土氧化物　改善焊料的润湿性1、工艺过程：通常用于制造碱金属蒸气灯的玻璃焊料有下列系统：A系：40-50%Al2O3,35-42%CaO,12-16%BaO,1.5-5%SrOB系:A系中添加0.5-2%MgO,0.5-2.5%Y2O3用氧化物和碳酸盐为原料，按质量百分比组成称量，混匀后，在1500℃左右的高温下保温1.5-2.0小时，充分熔制，快速冷却，粉碎，磨细，制成浆待用。半透明氧化铝封接件过程图： 2、焊料的组成对性能的影响以氧化铝和氧化钙为基的玻璃焊料，添加

7、各种氧化物，可调节熔点，流动性，润湿性及抗钠腐蚀性能。例如，添加Na2O，B2O3，虽然流动性增大，但降低了抗钠腐蚀性能。A系和B系的热膨胀系数：100-800℃时，A系和B系的膨胀系数均比氧化铝大，封接后有所下降，原因是封接前A系和B系的焊料基本是玻璃相，封接后焊料结晶化。三、非氧化物系陶瓷的固相封接碳化物、氮化物等非氧化物陶瓷是理想的高温结构陶瓷，但是，陶瓷脆性难以保证在外应力作用下不破坏。因此希望制备陶瓷与金属复合材料。碳化物、氮化物等非氧化物陶瓷多采用固相封接法，即与陶瓷接触的固相由加压、加热法扩大接触面积，使各成分扩散，直至容积扩散而

8、完成粘接。1、固相封接法的机理：  两个处于相互接触状态的表，在高温压力的作用下，其封接机理不仅很复杂，而且结合状态受很多参数的控制，但大体可分3个阶