(Keramikos ir metalo surenkama dalisGamintojasWintrustek)
I. Keramikos su metalu suvirintų komponentų apžvalga
Keramika su metalu suvirinti komponentaiyra naudingos konstrukcinės dalys, kuriose naudojamos sudėtingos suvirinimo procedūros, užtikrinančios didelį stiprumą, didelį dujų sandarumą ir patikimas elektrines / termines jungtis tarp keramikos ir metalo medžiagų. Jie dažniausiai naudojami tais atvejais, kai reikia atsparumo aukštai temperatūrai, slėgiui ar vakuumo sąlygoms.
II. Aktyvi metalo litavimo technologija
1. Pagrindiniai techniniai principai
Atliekant aktyvųjį metalinį litavimą, litavimo užpilde naudojami reaktyvūs elementai (titanas, cirkonis, hafnis, vanadis ir kt.), kurie chemiškai reaguoja su keramika, todėl keramikos ir metalo sąsajoje susidaro chemiškai surištas sluoksnis. Šie aktyvūs elementai labai traukia deguonį, azotą ir anglį. Kaitinant vakuume arba inertinėje atmosferoje, ant keraminių paviršių susidaro nanoskalės reakcijos sluoksniai (pvz., TiO₂, TiN, TiC). Tai leidžia sugerti išlydytą užpildo metalą, o tai sukuria patikimą "keramikos reakcijos sluoksnio - litavimo jungties ir metalo" ryšį.
2. Pagrindiniai proceso parametrai
2.1 Litavimo užpildo metalo sistema:
Ag-Cu-Ti: pramonės standartas, puikus visapusiškas veikimas
Cu-Ti: mažesnė kaina, atsparumas aukštai temperatūrai
Au-Ni-Ti: didelis patikimumas, pritaikymas aviacijai
Lydmetalis be sidabro: Elektroniniams įrenginiams, kuriems reikalinga sidabro migracijos prevencija
2.2 Proceso valdymas:
Aplinkos reikalavimai: didelis vakuumas (
Temperatūros valdymas: 20–50°C virš litavimo skysčio (800–900°C Ag-Cu-Ti sistemai)
Laiko kontrolė: nuo kelių minučių iki dvidešimties minučių, subalansuojant reakcijos užbaigtumą ir sąsajos sluoksnio storį
2.3 Procesas:
Pirminis apdorojimas: Tikslus keramikos valymas ir metalizavimo apdorojimas; oksido sluoksnių pašalinimas iš metalinių komponentų
Surinkimas: tikslus keramikos, metalinių komponentų ir aktyviosios litavimo folijos (0,05–0,2 mm) surinkimas
Vakuuminis litavimas: evakuacija → Programuotas šildymas → Laikymo temperatūra → Valdomas vėsinimas
Tolesnis apdorojimas: valymas ir išankstinė apžiūra
III. Helio masės spektrometro nuotėkio aptikimo technologija
1. Nuotėkio aptikimo būtinybė
Keramikos ir metalo suvirinti komponentai naudojami didelės paklausos srityse, tokiose kaip vakuuminės sistemos ir kosminė įranga. Patikrinkite, ar jie atitinka beveik „absoliutaus sandarinimo“ kriterijus (nuotėkio greitis
2. Aptikimo principas
Naudojant helią kaip atsekamąsias dujas, šis metodas naudojasi mažu molekuliniu dydžiu, inertiškumu ir maža fono koncentracija. Helis per nuotėkį patenka į masės spektrometrą, yra jonizuojamas, atskiriamas magnetiniu lauku ir aptinkamas specializuotu detektoriumi. Signalo stiprumas yra proporcingas helio kiekiui, todėl galima tiksliai apskaičiuoti nuotėkio greitį.
3. Pagrindiniai aptikimo metodai
1 būdas: Uostymo metodas (vietinis nuotėkio aptikimas)
Procedūra:
Ruošinio vidus ištuštinamas ir prijungiamas prie nuotėkio detektoriaus.
Išorinis suvirinimo plotas nuskaitomas helio purškimo pistoletu.
Signalai stebimi realiu laiku, siekiant tiksliai nustatyti nuotėkio vietas.
Charakteristikos:Tinka mažų komponentų nuotėkiams nustatyti, didelis jautrumas.
2 būdas:Helio gaubto / gaubto metodas (bendras sandarinimo vientisumo įvertinimas)
Procedūra:
Charakteristikos:Matuoja bendrą leak norma; tinka sudėtingiems konstrukciniams komponentams.
4. Veiklos darbo eiga (pavyzdžiui naudojant uostymo metodą)
4.1 Parengiamasis etapas:
Ruošinio valymas, įrangos kalibravimas ir aplinkos helio fono patvirtinimas.
4.2 Aptikimo įgyvendinimas:
Ruošinys prijungiamas prie nuotėkio aptikimo sistemos ir ištuštinamas iki darbinio slėgio.
Purškimas heliu pradedamas, kai sistemos slėgis pasiekia ≤0,1 Pa (purškimo pistoleto atstumas: 1–2 cm, slėgis: 0,1–0,2 MPa).
Sistemingas nuskaitymas išilgai suvirinimo siūlės, sutelkiant dėmesį į koncentruoto šiluminio įtempimo sritis.
4.3 Duomenų analizė:
Pavojaus signalas suveikia, jei nuotėkio greitis viršija slenkstį (pvz., 1×10⁻⁹ Pa·m³/s).
Nutekėjimo vietos yra pažymėtos, aptikimo sąlygos ir duomenys registruojami.
4.4 Pakartotinis patikrinimas ir ataskaitų teikimas:
Pakartotinis bandymas po remonto, po kurio sugeneruojama visa bandymo ataskaita.
5. Specialios pastabos ir standartai
Specifiniai keramikos pritaikymai: sutelkite dėmesį į mikroįtrūkimų sritis, atsiradusias dėl šiluminio plėtimosi neatitikimo.
Jautrumo įvertinimas: parenkamas pagal taikymo sritį; aviacijos ir kosmoso reikalavimai gali siekti net 10⁻¹² Pa·m³/s.
Standartų laikymasis: nacionalinių / karinių standartų, ASTM arba pramonės specifikacijų laikymasis.
Gedimų analizė: standartus viršijančių nuotėkio taškų mikrostruktūrinė analizė, pvz., metalografinis pjūvis ir skenuojanti elektroninė mikroskopija (SEM).
„Wintrustek“ atliks helio nuotėkio bandymą kiekvienai keraminei ir metalinei daliai. Peržiūrėkite žemiau esančią nuorodą, kad gautumėte nuorodą į mūsų nuotėkio greičio testą:
https://youtu.be/Et3cTV9yD_U?si=Yl8l7eBH5rON7I_f
IV. Tipiški taikymo scenarijai
Galios elektronikos pakuotė: jungtis tarp keraminių pagrindų (AlN/Al₂O₃) ir vario sluoksnių IGBT moduliuose.
Vakuuminės sistemos komponentai: Keramikos ir metalo sandarikliai dalelių greitintuvuose ir puslaidininkinėje įrangoje.
Oro erdvė: variklio jutikliai ir erdvėlaivių sandarinimo langai.
Energija ir optoelektronika: kuro elementų jungtys ir didelės galios lazerinė pakuotė.
V. Santrauka
Aktyvus metalinis litavimas yra pagrindinis patikimų gaminių gamybos būdaskeramika su metalusankryžose, o helio masės spektrometro nuotėkio aptikimas yra auksinis standartas, patvirtinantis jų hermetiškumą. Šių dviejų technologijų derinys garantuoja ilgalaikį suvirintų komponentų patikimumą atšiauriomis sąlygomis. Praktikoje labai svarbu optimizuoti litavimo proceso parametrus ir pasirinkti tinkamus nuotėkio aptikimo metodus bei jautrumo lygius, atsižvelgiant į ruošinio struktūrą, medžiagos savybes ir taikymo poreikius. Šis metodas sukuria uždaro ciklo kokybės kontrolės sistemą, kuri veikia nuo gamybos iki patikrinimo.
