(Склопен дел од керамика до металПроизведено одВинтрустек)
I.Преглед на заварени компоненти од керамика на метал
Заварени компоненти од керамика на металсе корисни структурни делови кои користат софистицирани процедури за заварување за да обезбедат висока јачина, висока гаснепропустливост и сигурни електрични/термички врски помеѓу керамичките и металните материјали. Тие најчесто се користат во апликации на кои им е потребна отпорност на високи температури, притисоци или услови на вакуум.
II. Активна технологија за лемење на метали
1. Клучни технички принципи
Активното лемење на метал користи реактивни елементи (титаниум, циркониум, хафниум, ванадиум, итн.) во полнењето за лемење за хемиски да реагира со керамиката, што резултира со хемиски врзан слој на интерфејсот на керамичко-метал. Овие активни елементи имаат голема привлечност за кислород, азот и јаглерод. Загревањето во вакуум или инертна атмосфера создава нано-реакциони слоеви (на пр., TiO2, TiN, TiC) на керамичките површини. Ова овозможува натопување со стопениот метал за полнење, што резултира со сигурна врска „слој со реакција на керамика-лемење спој-метал“.
2. Клучни параметри на процесот
2.1 Метален систем за полнење за лемење:
Ag-Cu-Ti: Индустриски стандард, одлични сеопфатни перформанси
Cu-Ti: Пониска цена, отпорност на висока температура
Au-Ni-Ti: висока доверливост, воздушни апликации
Лемење без сребро: за електронски уреди кои бараат спречување на миграција на сребро
2.2 Контрола на процесот:
Барања за животната средина: висок вакуум (
Контрола на температурата: 20–50 °C над течноста за лемење (800–900 °C за системот Ag-Cu-Ti)
Контрола на време: неколку минути до дваесет минути, балансирање на комплетноста на реакцијата и дебелината на слојот на интерфејсот
2.3 Процес:
Предтретман: Прецизно чистење на керамика и третман со метализација; отстранување на оксидните слоеви од металните компоненти
Склопување: прецизно склопување на керамика, метални компоненти и активна фолија за лемење (0,05-0,2 мм)
Лемење со правосмукалка: евакуација → програмирано загревање → температура на задржување → контролирано ладење
Посттретман: Чистење и прелиминарна инспекција
III. Технологија за откривање на истекување со масен спектрометар на хелиум
1. Потреба од откривање истекување
Керамичко-металните заварени компоненти се користат во апликации со висока побарувачка како што се вакуумски системи и воздушна опрема. Проверете дали ги исполнуваат критериумите за речиси „апсолутно запечатување“ (стапки на истекување
2. Принцип на откривање
Користејќи го хелиумот како гас за следење, пристапот ја користи неговата мала молекуларна големина, инертната природа и ниските концентрации во позадина. Хелиумот преку истекување влегува во масениот спектрометар, се јонизира, се одвојува со магнетно поле и се открива со специјализиран детектор. Јачината на сигналот е пропорционална со содржината на хелиум, што овозможува точни пресметки за стапката на истекување.
3. Главни методи за откривање
Метод 1: Метод на душкање (локално откривање истекување)
Постапка:
Внатрешноста на работното парче е евакуирана и поврзана со детекторот за истекување.
Надворешното заварување се скенира со пиштол за прскање со хелиум.
Сигналите се следат во реално време за прецизно лоцирање на точките на истекување.
Карактеристики:Погоден за лоцирање на протекување во мали компоненти, висока чувствителност.
Метод 2:Хелиум хауба/метод на затворање (целосна проценка на интегритетот на пломбите)
Постапка:
Карактеристики:Го мери вкупниот лeak стапка; погоден за сложени структурни компоненти.
4. Оперативен работен тек (користејќи го методот на душкање како пример)
4.1 Фаза на подготовка:
Чистење на работното парче, калибрација на опремата и потврда на позадината на хелиум во животната средина.
4.2 Имплементација на откривање:
Работното парче е поврзано со системот за откривање истекување и се евакуира до работниот притисок.
Прскањето со хелиум започнува кога притисокот на системот ќе достигне ≤0,1 Pa (растојание на пиштолот за прскање: 1–2 cm, притисок: 0,1–0,2 MPa).
Систематско скенирање долж шевот на заварот, со фокус на области со концентриран термички стрес.
4.3 Анализа на податоци:
Алармот се активира ако стапката на истекување го надмине прагот (на пр., 1×10-4 Pa·m³/s).
Точките на истекување се означени, а условите за откривање и податоците се снимаат.
4.4 Повторна инспекција и известување:
Повторно тестирање по поправките, проследено со генерирање на целосен извештај за тестирање.
5. Посебни размислувања и стандарди
Адаптации специфични за керамика: Фокусирајте се на откривање на региони на микропукнатини предизвикани од неусогласеност на термичка експанзија.
Оценување на чувствителност: Избрано врз основа на полето за апликација; Барањата за воздухопловна класа може да достигнат нивоа толку строги како 10-12 Pa·m³/s.
Усогласеност со стандардот: Почитување на национални/воени стандарди, ASTM или спецификации специфични за индустријата.
Анализа на дефекти: Микроструктурна анализа, како што е металографско пресекување и електронска микроскопија за скенирање (SEM), за точките на истекување што ги надминуваат стандардите.
Wintrustek ќе спроведе тест за истекување на хелиум за секоја керамика до метални делови. Ве молиме проверете ја врската подолу за да се повикате на нашиот тест за стапка на истекување:
https://youtu.be/Et3cTV9yD_U?si=Yl8l7eBH5rON7I_f
IV. Типични сценарија за примена
Пакување на моќна електроника: Поврзување помеѓу керамички подлоги (AlN/Al2O3) и бакарни слоеви во IGBT модули.
Компоненти на системот за вакуум: Заптивки од керамика-метал во акцелератори на честички и опрема за полупроводници.
Воздухопловна: Моторни сензори и прозорци за запечатување на вселенските летала.
Енергија и оптоелектроника: меѓусебно поврзување на горивни ќелии и ласерско пакување со висока моќност.
V. Резиме
Активното лемење на метал е основен метод за производство на доверливикерамика-металраскрсници, со откривање на истекување со масен спектрометар на хелиум кој служи како златен стандард за потврдување на нивната херметичност. Комбинацијата на овие две технологии гарантира долгорочна сигурност на заварените компоненти во тешки ситуации. Во реалните апликации, од клучно значење е да се оптимизираат параметрите на процесот на лемење и да се изберат соодветни методи за откривање истекување и нивоа на чувствителност во зависност од структурата на работното парче, атрибутите на материјалот и потребите на апликацијата. Овој пристап развива систем за контрола на квалитет во затворена јамка кој се протега од производство до верификација.
