氧化铝陶瓷金属化层温度分析研究

工艺温度是影响陶瓷金属化质量的关键因素之一,针对高温氢炉中陶瓷金属化层温度难以实时测量的问题,本文建立氧化铝陶瓷金属化过程的三维流动传热数学模型。模型采用随温度变化的动态材料物性参数,考虑辐射、对流、传导三种传热形式,利用有限体积法求解陶瓷金属化过程中炉内的流动与传热问题,获得陶瓷金属化温度实时变化曲线。瞬态计算结果表明不同位置处最高烧结温度相差26℃,且比金属化工艺设定温度曲线低20~40℃,这为优化氢炉结构、进一步提高炉温均匀性提供参考依据。     

电真空器件用陶瓷二次金属化镀镍层起泡现象的研究

陶瓷二次金属化镍层烧结后起泡是影响产品质量和合格率的一个主要因素,本文针对陶瓷的一次金属化和二次金属化工艺,经XPS、XRF、SEM等方法分析,得出:陶瓷的二次金属化起泡与其沉积层的基材和沉积层的厚度有关,陶瓷一次金属化烧结后钼的特殊形貌--钼颗粒较大、颗粒之间结合疏松和钼的电化学特性,决定钼上的沉积层厚度必须在合适范围内--4～9μm,才能减小沉积层中的应力,保证烧结后镍层与钼有良好的结合力.     

95%氧化铝陶瓷烧结镍工艺探索北大核心CSCD

通过对不同Mo-Mn金属化配方体系的烧结镍工艺探索,发现烧结镍工艺适用于Mo含量高的Mo-Mn金属化配方体系。当Mo质量分数为70%时,镍粉粒度d0.5为1.872μm,镍层厚度为6~12μm时,封接件断面显示镍层连续、致密,陶瓷标准件的抗拉强度为116 MPa,陶瓷金属封接件的环境性能测试结果符合行业标准要求。     

95%氧化铝陶瓷烧结镍工艺探索

通过对不同Mo-Mn金属化配方体系的烧结镍工艺探索,发现烧结镍工艺适用于Mo含量高的Mo-Mn金属化配方体系。当Mo质量分数为70%时,镍粉粒度d0.5为1.872μm,镍层厚度为6～12μm时,封接件断面显示镍层连续、致密,陶瓷标准件的抗拉强度为116 MPa,陶瓷金属封接件的环境性能测试结果符合行业标准要求。     

不同条件下陶瓷金属化瞬态温度场的计算

目前工业生产中,陶瓷金属化工艺条件的选择大多是经验性设定,对其如何影响金属化过程缺乏认识。针对于此,本文在前期所建立的陶瓷金属化氢炉的瞬态温度场计算模型基础上,考虑辐射和对流作用,计算陶瓷金属化过程中炉内的流动与传热问题,着重讨论了陶瓷件数量、氢气流量等条件对陶瓷金属化氢炉温度场的影响关系。结果表明,陶瓷件数量对同一位置金属化层最高温度影响较小(2℃),但对炉温均匀性影响很大,不同位置陶瓷金属化层温度相差达到几十摄氏度。炉内加热一段时间后出现温度统一区(z0.45 m),这一区域内的陶瓷金属化层最高温度几乎不受氢气流量的影响,金属化质量具有更好的一致性。     

金属化温度对掺锰铬陶瓷封接性能影响的研究

研究了金属化烧结温度对掺锰铬陶瓷的封接性能的影响,初步分析了其影响原因与机理.结果表明:掺锰铬高氧化铝陶瓷对于MoMnSi配方的金属化反应活性高,1300℃是其最佳金属化温度,温度降低和升高都会导致封接性能降低.在最佳温度,金属化层烧结致密,金属化层与陶瓷间形成了主要由锰尖晶石(MnO·Al2O3)和少量硅氧化物构成的过渡层结构,从而将金属化层与陶瓷有效地连接在一起.温度升高使金属化层过度收缩会形成大量孔洞,元素氧化加剧,不利于过渡层的形成,导致封接性能大大降低.     

陶瓷表面复合电镀Ni - Ti改性及其钎焊性

为使陶瓷表面金属化,本文对陶瓷进行了Ni-Ti复合电镀.利用辉光钎焊的方法,在低真空下对复合电镀Ni-Ti陶瓷与钢板进行了无钎剂钎焊.试验表明,选用Ni作为基质金属,能够有效地缓解接头的残余应力;钎焊接头的剪切强度达到100MPa以上;在钎焊接头陶瓷一侧的界面处存在Ti的成分分布,活性元素Ti的存在增强了金属化层与陶瓷的界面反应.     

Mo含量对Mo-Mn法陶瓷金属化层性能的影响

采用丝网印刷法在氧化铝陶瓷表面制备了活性Mo-Mn金属化层,研究了Mo含量对烧结后金属化层的微观结构、元素成分以及钎焊后抗拉强度的影响.研究结果表明,Mo-Mn法陶瓷金属化层以Mo为骨架结构,玻璃相填充于骨架结构内部,随着膏剂中Mo含量的增加,烧结后的金属化层中Mo骨架与玻璃相成分并无较大变化,而Mo骨架体积占比增加,...     

ZrB_2-SiC超高温陶瓷非晶钎焊界面组织与力学性能研究

采用Cu_(39.37)Ti_(32.19)Zr_(19.38)Ni_(9.06)(原子比)非晶态钎料对ZrB_2-SiC超高温陶瓷进行钎焊。通过X射线衍射、扫描电镜、万能试验机对钎料的微观结构以及钎焊接头形貌、析出相和室温力学性能进行系统分析。结果表明:在一定钎焊温度下,随钎焊时间的增加,接头剪切强度逐渐减小,且伴随裂纹的出现。在钎焊温度1183 K,钎焊时间30 min时获得的剪切强度最高,约为160 MPa。润湿性实验表明该非晶钎料在ZrB_2-SiC陶瓷表面的润湿性良好。接头剪切强度与钎料和母材之间的反应层厚度有关,通过计算得出反应层厚度形成的激活能Q和反应层生长速度A_0,建立了反应层生长规律的表达式。     

SiC陶瓷与316L不锈钢真空活性钎焊

采用Ag-Cu-Ti活性钎料,通过真空钎焊方法进行了SiC陶瓷与316L不锈钢的连接,研究了接头的界面组织、特征点成分和物相,并探讨了钎焊温度(800～930℃)、保温时间(0～30 min)对接头界面组织和连接强度的影响。结果表明,SiC陶瓷与316L不锈钢钎焊抗剪断口均发生在SiC陶瓷与钎料连接界面处,由于活性元素Ti的作用,在陶瓷与钎料的界面处形成了连续的反应层,反应生成了Ti C和Ti5Si3;在316L不锈钢与钎料的界面处,生成了Fe-Ti化合物和Cu-Ti化合物。随着钎焊温度升高及保温时间延长,接头强度均呈现出一个峰值,在温度为900℃,保温20 min的工艺条件下可获得最大接头抗剪强度。     

SiC陶瓷与316L不锈钢真空活性钎焊北大核心CSCD

采用Ag-Cu-Ti活性钎料,通过真空钎焊方法进行了SiC陶瓷与316L不锈钢的连接,研究了接头的界面组织、特征点成分和物相,并探讨了钎焊温度(800～930℃)、保温时间(0～30 min)对接头界面组织和连接强度的影响。结果表明,SiC陶瓷与316L不锈钢钎焊抗剪断口均发生在SiC陶瓷与钎料连接界面处,由于活性元素Ti的作用,在陶瓷与钎料的界面处形成了连续的反应层,反应生成了Ti C和Ti5Si3;在316L不锈钢与钎料的界面处,生成了Fe-Ti化合物和Cu-Ti化合物。随着钎焊温度升高及保温时间延长,接头强度均呈现出一个峰值,在温度为900℃,保温20 min的工艺条件下可获得最大接头抗剪强度。     

BAg45CuZn钎料表面电沉积Sn工艺优化

为获得Sn含量高、润湿性佳的银基钎料,在BAg45CuZn钎料表面电沉积Sn,制备了BAg45CuZnSn 钎料.以电沉积电流效率和钎料中Sn含量为指标,采用正交试验对电流密度、温度、极间距、超声波功率和频率等工艺参数进行优化,再从电沉积Sn后钎料的润湿性能角度进行优选,采用扫描电镜和工具显微镜表征电沉积Sn层的形貌并测量其厚度.结果表明:BAg45 CuZn钎料表面电沉积Sn的最佳工艺为电流密度4 A/dm2,温度40℃,极间距22 mm,超声波功率240 W,超声波频率45 kHz;最佳工艺制备的Sn电沉积层表面平整、晶粒细小,阴极电流效率为67.58％,所得BAg45CuZnSn钎料中Sn含量为6.26％,钎料在316LN不锈钢表面的润湿铺展面积为375mm2,钎料的延伸率为41％,感应钎焊316LN不锈钢接头的最大抗剪强度为176.5 MPa,与基材BAg45CuZn钎料相比,BAg45CuZnSn钎料的润湿性和塑性大幅提高.     

微波介质陶瓷谐振器磁控溅射金属化

微波介质陶瓷谐振器在无线通信基站中有广泛的应用,其品质因数(Q值)主要由材料的介质损耗和金属膜的电导损耗所决定的,传统丝印烧结的金属化膜损耗较大,已成为限制谐振器Q值的主要因素。本文采用直流磁控溅射对相对介电常数为45的微波介质陶瓷进行金属化处理,研究了不同的清洗工艺和复合膜系对介质谐振器性能的影响。实验结果表明,1表面精细打磨和等离子清洗工艺有利于提高膜层结合力,其中Cr/Cu/Ag复合膜系性能最佳,溅射金属化膜层结合力可达6.4MPa,优于丝印工艺的1.8MPa;250~100nm厚度的过渡层金属Cr对Q值几乎无影响,因此可用Cr层提高结合力,且不会牺牲器件Q值;3溅射后器件的Q值最大可达到2673,明显优于丝印烧结工艺的2268。     

多层陶瓷电容器端电极耐焊接热性能下降原因分析

针对多层陶瓷电容器端电极耐焊接热性能下降的问题,运用扫描电子显微镜分析了端电极表面锡铅镀层的微观结构,并用其附带的能谱仪对其成分进行了分析,找出了端电极耐焊接热性能下降的原因。结果表明:在对多层陶瓷电容器三层端电极中的底层银端浆进行烧结的过程中,由于烧结工艺控制不合理,导致银层部分出现较多的玻璃料物质溢出,因玻璃料物质不导电,在电镀时就会造成表面镀层的不连续致密,从而使得多层陶瓷电容器端电极的可靠性下降,耐焊接热性能降低。     

BCu68Zn 钎料表面热浸镀锡的工艺研究

目的将热浸镀工艺应用于钎料制造领域。方法在BCu68Zn钎料表面热浸镀锡,探讨工艺参数对镀锡层和钎料力学性能的影响。结果 BCu68Zn钎料镀层随浸镀时间的延长逐渐变厚,随浸镀温度的升高逐渐变薄,随提升速度的增加逐渐变厚;BCu68Zn钎料界面层随浸镀时间的延长逐渐变厚,随浸镀温度的升高逐渐变厚;热浸镀锡后的BCu68Zn钎料的抗拉强度和延伸率随浸镀时间的延长有一个降低→升高→降低的趋势,随温度的升高这种趋势变得更为明显。结论1.80的BCu68Zn钎料最佳助镀工艺是助镀剂为Zn Cl2(120~160 g/L)、NH4Cl(120~160 g/L)的水溶液,助镀温度为70~80℃,助镀时间为5 min。     

聚晶金刚石与高速钢的真空钎焊工艺研究

为了实现聚晶金刚石(PCD)与高速钢的连接,采用Ag-Cu-Ti-In钎料进行真空钎焊,通过Box-Behnken响应曲面法设计选取了钎焊温度、加热电流、保温时间作为试验因素,以焊后钎料层的显微硬度与钎料在PCD表层的铺展面积为响应指标优化钎焊工艺参数.使用优化的工艺参数对PCD刀具和高速钢进行真空钎焊试验,利用显微硬度计、三维数字显微镜及能谱仪分别对焊后的钎料层显微硬度、结合界面微观结构和钎料元素分布进行了分析.结果 表明:Ag-Cu-Ti-In钎料与PCD之间发生了元素扩散,实现了PCD与高速钢之间的连接,钎焊工艺的最优参数分别为钎焊温度900℃,加热电流500 A,保温时间13 s.     

Al2O3陶瓷与金属镍的活性钎焊研究

由于物理和化学性质的差异,实现陶瓷与金属的连接比较困难.本实验使用Ag-Cu-Ti活性钎料钎焊镍与Al2O3陶瓷.对钎焊后的试件进行剪切试验,确定接头强度最高时的温度为1000℃,而温度低于960℃时无法成功钎焊镍与陶瓷,温度高于1000℃会使钎焊接头强度下降.采用材料测试分析方法对钎焊接头组织进行分析,发现Cu在接头内平均分布,Ag呈聚集态,而Ti分布在接头的两侧.反应产物中的元素包括Cu,Ti,Al,Zr,O等,Ti,Cu与Al2O3陶瓷发生反应在界面处生成复杂化合物,从而实现陶瓷与金属的连接.     

镍颗粒表面覆氧化铝复合粒子的制备

以硝酸铝为原料、碳酸盐为沉淀剂,借助异相成核技术,在镍粒子表面覆氢氧化铝,经烧结制备得到了Ｎｉ－Ａｌ２Ｏ３复合粒子。该方法具有室温操作、所得涂层厚度和微观结构可调等特点。以所得复合粒子为原料,采用凝胶注模成型工艺和无压烧结过程,试制了镍粒子增韧氧化铝陶瓷料。初步实验结果表明,所进工艺可行,但Ａｌ２Ｏ３－Ｎｉ复合陶瓷的烧结致密过程有待进一步优化。     

Al2 O3 陶瓷表面金属化

为了提高陶瓷与金属覆盖层的结合强度,较系统地研究了Al2O3(96%)陶瓷表面金属化过程,研究内容包括:陶瓷的表面刻蚀、表面催化、化学沉积条件等,综合分析了金属化层与陶瓷基体之间结合强度的影响因素,研究发现在熔融的NaOH浴中,可获得最佳刻蚀表面形貌,Al2O3(96%)陶瓷基片上化学镀层的最佳结合强度为25.0～32.5 MPa.为开发性应用提供了建设性的意见.     

活性钎料Cu_(50)Ti_(50)在Sialon陶瓷表面的润湿动力学观察

采用躺滴技术观察了在1248K 活性钎料 Cu_(50)Ti_(50)在 Sialon 陶瓷表面的铺展动力学过程,并用 X射线衍射技术鉴定了在金属/陶瓷界面上产生的界面反应产物。结果发现,在试验条件下(1248K,0—5min),这种活性钎料在陶瓷表面流动时,润湿半径与铺展时间的平方根之间存在很好的线性关系。就作者所知,这一规律是第一次在金属—陶瓷系统中被发现和报道,其机理有待于进一步研究。