|
| |
|
Слаботочка Книги СЭ t; - X Е 5 и S С 10. (спутаны прииоев. режимы пайки и свойства иаякых соединений графита с rpiti>iiTOM
* при пайке ЕСГ-ЗО среда нейтральная, давление 3-5. 10 Па, конвейеры обжиговых печей. Составы припоев, режимы пайки и свойства паяных соединений графита с графитом приведены в табл. 10. Углеграфитовые материалы паяют с применением карбидообразующих припоев {титана, циркония, тантала или ниобия) за счет образования эвтектики МеС-С.  Рнс. 4. Прочность паяных образцов графита в зависимости от гемпературы пайки (я) и выдержки {6} I - графит АРВ. - грфит Г.ЧЗ Зависимость предела прочности при разрыве графитовых образцов при 2500 °С от температуры пайки н времени выдержки приведена на рис. 4. Пайка металла со стеклом Пайку металла со стеклом применяют ирн создании разного рода вакуумных приборов {гермовводы, смотровые окна и т. п.), при изгoтoвлeни ламп накаливания (от миниатюрных до мощных генераторных), в производстве крупных зеркал оптических приборов, для облицовывания bhv-тренней части труб нефтепроеодсв и т. д Расплавленные стекла хорошо смачивают все метатлы прп условии наличия на их поверхности адсорбирующего слоя окисла и нагрева до сост-BeTCTBvromeH температу ры Образовй-ние прочного соединен!!я между ие-таллом )1 стеклом зависит от нaпp-жений в зоне спая, наличия газовых пузырей, процесса электролиза М расстекловывания стекла Спаи мета-тла со стеклом могут быть corлJCOБdHными и несоглас ванными. СогласосЕпные cnjji образуются между стеклом и металлом с равными илн близкими ТКЛР во всем интервале температур от 20с до температуры пайки. Несогласованные спаи образа ются .между стеклом и металлом с резко различными ТКЛР. Обеспечение прочности Б этом случае достигается конструктивными решениями металлической детали, [хторая должна свободно деформироваться вслед за дефор-мацией стекла. При выборе металла для соединения со стеклом помимо значении ТКЛР (в заБИсимости от типа спая и его конструкции) важную роль играют  О т 200 т т 5оо еоо юо вио ш тс а)  такие его CBoiiCTBa, как температура плавления, упругость паров в вакууме, газовыделение, электро- и теплопроводность, магнитные свойства, химическая стойкость, механические свойства, обрабатываемость резанием и давлением, возможность сварки и пайки, наличие аллотропических изменений и др. Необходимость обеспечения постоянных электричес!!их параметров в приборах как условие их надежности и долговечности выдвигает требования к структуре металла в рабочем интервале температур. Свойства металлов и стекол, применяемых для спаев, приведены на рис. 5-6.
0 100 100 300 m 500 boo m soo зоо т°с 6) d wo 200 m ш 500 boo 8QQIQ 8) Рис. 5. Влияние температуры нагрева на относительное удлинение прн пайке со стеклом: а - металлов, б и й - сплавов Прн пайке металлов со стеклом используют газовый нагрев, индукционный, в печах, сопротивлением. Газовый нагрев применяют для бу-синковых и ленточных спаев, для изготовления гребешковых и плоских ножек. Эти виды соединений выполняются При радиационном нагреве горелкой в печах, с помощью простых приспособлений или на универсальных горизонтально-заварочных станках для стеклодувных работ. Индукционный нагрев целесообразно применять для изготовления рантовых, дисковых и других типов соединений. При этом используют генераторы мощностью до 30 кВт и специальное оборудование. Для сплавления слоя стеклянной пасты, наносимой на поверхность металла для предотвращения его переокисления, нагрев производят в муфельных, туннельных и конвейерных печах. Печной нагрев целесообразен для пайки детален простой конфигурации (глазковых, окошечных спаев, коаксиальных вводов, сжатых спаев, плоских ножек). Нагрев стекла осуществляется за счет теплопроводности металла, нагретого при пропускании через него тока. Этот способ нагрева обеспечивает дозирование тепла и не требует высокой квалификации оператора. Соединение стекла с металлом возможно за счет использования эмали. На соединяемые детали наносят слой эмалиевой пасты и место соединения нагревают до температуры ее плавления. При этом способе соединения уменьшаются внутренние напряжения, переокисление металла и обеспечивается получение разъемных вакуум-но-плотных соединений. После соединения стекла с металлом производят отжиг сседнненик для снижения внутренних напряжений
m 200 300 Ш 500 700 Т)С Рис. 6. Влияние температуры нагрева на относительное удлинение электровакуумных стекол Режим отжига выбирают с учетом ТКЛР соединяемых материалов и конструкции спая. С этой же целью применяют и оптимальный режим отжига или охлаждения для поддержания одинакового объемного сжатия металла и стекла в процессе охлаждения. Для соединения стекла с другими материала,ми применяются галлиевые пасты. В табл. II приведены сочетания материалов, для которых получено соединение с применением галлиевого припоя состава (массовые доли), : 39,6 Ga; 4,4 Sn, 56 Cu (порошок). Существующие способы пайки кварцевого стекла (кварца) с металлами различаются в зависимости от агрегатного состояния кварца во время панки. Кварц можно паять, доводя его до плавления, при высокой температуре как и creiuo или вести процесс при более низких температурах, когда кварц находится в твердом состоянии При пайке кварца с его оплавлением используют переходные стекла с различными ТКЛР, которые, сплавляясь друг с другом об1>азуют постепенный переход от металла к кварцу таким образом, чтобы напряжения ва 11 Сочетание я:атериалов пя .онке микросче.ч с применением галлиевыя паст
Пайка ио.пупрпродников, графита и лруг!1х материалов отдельных границах между стеклами не превышали допустимых значений. В качестве металла для звода применяют, как правило, вольфрам или молибден. Этот способ пайки кварца с металлами трудоемок, спаи имеют значительные размеры, механическая прочность и теплоемкость невелики. Более nporpeccHLiniM считается способ впаивания металлической фольги непосредственно в кварц (ленточные спаи). При этом в качестве металлов используют вольфрам, мол1!блен, тантал, платину. Однако размеры фольги ограничены (ширина П0ря;!ка нескольких миллиметров, голшина 0,0] - 0,05 мм). Это ограничение связано с большой разностью ТКЛР соединяемых магериа-тОБ. [иногда одновременно впаивают несколько одиночных тонких вводоз. Существует способ пайки кварца с помощью активных металлов. В этом случае на поверхность кварца наносится слон титана или циркония, пайка производится припоями, содержащими легкоплавкие металлы - олово, индии, галлий, В качестве конструкционного металла используют медь, се р еб р о, зол ото, По поверхности нанесенной на кварц пленки меди, н и кел я или серебр а (гальванически, металлизацией, вжи-ганием) можно производить пайку его с металлами малооловянистыми припоями с применением канифольных флюсов. Пленка благородных металлов на кварце образуется по следующей технологии: на паяемую поверхность кварца наносят платино-золотую краску, нагревают в вакууме до 5.50- bfO °С до получения металлического блеска. Затем на поверхность кварца наносят пленку расплавленного индия при температуре 200-250 °С- При панке кварца с медью на квзрц предварительно наносят слой титана из порошка гидрида титана, для чего используют пасту на амилацетате с добавкой биндера. Нагрев в вакууме (2.6-6,5) 10-3 Па при 1000-Юёб-С в течение 15-30 мин. В качестве припоя используют свинец. Пайка ведется в вакууме (2,6-нб,5) Ш Па при 750-80ЬХ. Возможна папка кварца непосредственно с титаном или цирконием припоем ПСр 72. При этом образуются прочные и термостойкие спаи. Активный металл можно применять в качестве присадки к припою, паприм-р, при пайке кварца со сплавом 2WK Припоем ПСр 72. Для этого поверхность кварца покрывали гидридом титана, образующим Б вакууме чистый титан. Для соединения кварца со сплавом 29НК применяют также припой системы Ag-Си эвтектического состава и сердечник,содержащий 8 % Ti (массовые доли). Полученные таким образом спаи сохраняют вакуумную плотность при повторном нагреве до 400 *С. При изготовлении ненапряженного спая кварца с металлами используют оловянно-титаиовый или свинцово-титановый припой. Для пайки кварца успешно используют га-члиеаые прииои (например, при производстве пьезоэлектрических кварцевых резонаторов). При пайке галлиевыми припоями, содержащими индий, олово и медь, термообработку этих спаев следует проводить в кис-лородосодержащен атмосферепри температуре не менее 100 °С Панка кварца, покрытого алюминием и медью со сплавом 29НК и латунью, производится припоем следующего состава (массовые доли), %: 75 In; 15,5 Sn; 2.5 Аg; 7 Bi. Темп;.--ратура пайки 370 -380 С, выдержка - 20 мин. Пайка производилась в вакууме Sj-lO кПа при давлени!! сжатия образцов 3 МПа. Полученные таким способом паяные соединения имеют предел прочности при срезе Тср = !2-г-15 МПа, могут работать Е! условиях нагрева (80-100 Г) при статическом давлении 30 МПа. ампли тудах пульсации давления Ю-- - 4 э МПа и диапазоне частот 20 - 5000 Гц Пайка ситалла, феррита сапфира с металлами Сита.1лы - стеклокрнсталлические материалы, состоящие из одной или нескольких крнста-тлических фаз, равномерно распределенных в стекловидной массе. Отличаются высокой проч- Пакка снталла, феррита, сапфира с металлами ность ю, твердостью, хи-.н1чс;кон и термической стойкостью, ни.-:ким ТКЛР. Технические ситаллы, изготавливаемые на основе искусственных композиций, химических соединений окислов и солен применяются для производства панелей, труб,электроизоляторов и др. Составы припоев и режимы панки снталлов с металлами приведены в табл. 12. Для изготовления оптических газонаполненных электроразрядных приборов применяют ситалл марки СТЛ-ЗМ. В этих приборах должны оставаться неисменными геометрия конструкции, механическая прочность и вакуумная плотность. На основе определения температурной зависимости ТКЛР, микротвердости и структуры показатго, что целесообразная температура его пайки 800-900 ~С в вакууме 1,3- 10-2 Па. Пайку высокопластичным припоем с адгезионно-активными добавками применяют для соединения ситалла с ситалл ом, ква рцем, стеклом. спл авом 29НК и медью. Герметизированные этим способом пайки приборы работают в условиях от -5 до +300 °С, стойки к термоудару при -Ь-.-[-65 °С, виброустончиБЫ, надежно работают свыше 10 лет. Известно непосредственное соединение ситаллов с медью, сталями, спллваын никеля, хрома с железом и расплавленной стекломассой в процессе прессования изделия н последующего нагрева его для превра-шения стекла в ситалл (нагрев до 700-900 °С, выдержка I ч). Металлические детали предварительно подвергают тепловой обработке ирн 500- 700 °С с целью образования окисной пленки. Ферриты - неметаллические твердые магнитные материалы, являющиеся соединениями окислов переходных Металлов с окисью железа. Иттрневые и гадолиниевые ферриты паяют с титаном, сплавами Фени-4б, 29НК. 47НД в среде очищенного аргона или в вакууме [Q- кПа. Скорость нагрева 20С/мин. Более быстрый нагрев недопустим, так как приводит к растрескиванию ферритов Панку производят по металлизированной н[!келем поверхности феррита или без предвари-I тельного покрытия Составы припоев, >.9 S - л S с- в к aj. 1Л - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 [47] 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||