陶瓷-金屬封接材料的選用原則

       陶瓷是用各種金屬的氧化物、氮化物、碳化物、硅化物為原料,經適當配料、成形和高溫燒結制得的一類無機非金屬工程材料。這類材料一般是由共價鍵、離子鍵、或混合鍵結合而成,因之與金屬相比,具有許多獨特的性能。陶瓷材料的健合力強,具有很高的彈性模量,即剛度大;硬度僅次于金剛石, 遠高于其它材料的硬度; 強度理應高于金屬材料,但因成分、組織不如金屬那樣單純,且缺陷多,實際強度要比金屬低。在室溫下,陶瓷幾乎不具有塑性,難以發(fā)生塑性變形,加之氣孔等缺陷的交互作用,其內部某些局部很容易形成應力集中而又難以消除,因而沖擊韌度和斷裂韌度降低,脆性大,對裂紋、沖擊應力、表面損傷特別敏感,容易發(fā)生低應力脆性斷裂破壞。

       陶瓷的熔點高,且在高溫(1000℃以上)能保持其高溫強度和抗氧化的能力。導熱性低,熱膨脹系數小,耐急冷、急熱性能差,溫度的劇烈變化,很容易使其發(fā)生破裂。陶瓷的組織結構穩(wěn)定,不易氧化,對酸、堿、鹽的腐蝕也有很好的抗力。另外,陶瓷晶體中沒有自由電子,一般具有很好的絕緣性。少數陶瓷具有半導體性質。某些陶瓷具有特殊的光學性能,如用作固體激光材料、光導纖維、光貯存材料等。

陶瓷-金屬封接材料的選用原則如下:

① 所選用的陶瓷、金屬、釬料在室溫到略高于使用釬料熔點的范圍內, 應具有相同或接近的熱膨脹系數;

② 在不匹配封接中,要選擇屈服極限低、塑性好、彈性模量低的金屬材料作為封接金屬和釬料;

③ 根據封接件的要求,選擇具有一定強度、軟化溫度、電阻率和導熱系數的陶瓷材料。

常用陶瓷-金屬封接配偶的情況見表3。