（可伐合金到氧化鋁零件生產者穩信科技)

一、可伐合金概述

可伐合金是一種鐵鎳鈷基膨脹合金，其主要特點是在一定溫度範圍內其熱膨脹係數與某些硬質玻璃和陶瓷（如氧化鋁）的熱膨脹係數相符。這項特性使其成為電子封裝、航空航太、雷射等行業必不可少的密封材料。它通常用於製造與玻璃或陶瓷氣密密封的金屬零件。

中國國家標準（GB）中精密合金的名稱「4J」表示膨脹特性「接近」（J）某一值的合金。

二.三種可伐合金鋼種的詳細分析

共同點：這三種材料均以 Fe-Ni-Co 為基礎，具有與硬質玻璃和陶瓷類似的膨脹性能。輕微的成分變化會導致熱膨脹曲線、居里溫度和機械特性發生顯著變化。

1. 4J29 (the most classic and widely used Kovar)

典型組成：Fe-29Ni-17Co，添加少量錳和矽等脫氧元素。

擴充特性： 在 20-450°C 範圍內，平均線性膨脹係數與 DM-308 鉬族玻璃和 92-96% 氧化鋁陶瓷高度匹配。

關鍵參數：

• 居里溫度：約 430°C（高於此溫度會失去鐵磁性）。

• 配套材質：高鋁陶瓷、鉬族玻璃。

• 表面處理：通常需要鍍鎳或鍍金以增強可釬焊性和耐腐蝕性。

• 主要應用：微波管、雷射、積體電路外殼、高可靠性繼電器、航空航太密封連接器。

2. 4J33 和 4J34（改良型可伐合金）

這些合金是為了解決 4J29 的缺點（例如低溫膨脹係數升高）而開發的變體，具有更高的居里溫度。

成分差異：

• 4J33: Fe-33Ni-14Co (reduced cobalt, increased nickel).

• 4J34: Fe-31Ni-15Co (composition intermediate between the two).

擴展特性：在室溫至約 300°C 的溫度下，膨脹係數略低於 4J29，與某些特殊玻璃或陶瓷具有更好的兼容性。

主要優勢－高居里溫度：

• 4J29: ~430°C

• 4J33: ~500°C

• 4J34: ~480°C

意義：較高的居里溫度可確保材料在升高的工作溫度下保持非磁性，從而防止對高頻、高精度儀器的磁幹擾。

應用選擇：適用於高溫環境或磁敏感應用，或根據特定密封材料的膨脹曲線匹配測試進行選擇。

三．氧化鋁陶瓷釬焊可伐合金的核心優勢

透過釬焊對可伐合金和氧化鋁陶瓷進行氣密密封是現代電子封裝中的重要技術，具有以下主要優點：

1. 卓越的熱膨脹匹配（基本優勢）

當從釬焊冷卻到室溫時，兩種材料相同的收縮率大大降低了接頭處的殘餘熱應力。這成功地消除了陶瓷裂紋和釬焊縫斷裂，從而實現了最大的可靠性。

2. 實現高氣密性

成熟系統中密封部件的氦氣洩漏率通常低於1×10⁻⁸ Pa·m3/s，有效隔離外部濕氣和氧氣。這滿足了航空航太、軍事和其他高要求應用的嚴格可靠性要求。

3. 卓越的機械強度和結構完整性

可伐合金提供強大的機械支撐和韌性，而氧化鋁陶瓷則提供出色的絕緣性和硬度。釬焊這些材料會形成具有保護性和功能性特徵的堅固複合結構。

4.製程成熟，可靠性高

已經建構了一致的製程鏈，其中包括陶瓷金屬化（鉬錳技術）、鍍鎳、用可伐合金組件組裝以及真空/保護環境釬焊。此製程可控性強，適合大規模生產，產量高，品質穩定。

四．總結比較和選擇建議

Ⅴ. 結論

在 Kovar 系列中，4J29 是用於釬焊高鋁陶瓷的標準和建議材料，可在性能、成本和可靠性之間實現良好的平衡。 4J33/34 是針對需要更高工作溫度或嚴格非磁性特性的特定應用的性能改進。可伐合金與氧化鋁陶瓷的釬焊在其熱膨脹匹配的支持下，已成為高可靠性電子和光電元件氣密封裝的行業標準。