高溫氧化鋁陶瓷襯板規(guī)格-金屬真空釬焊工藝研究 

介紹了采用真空釬焊工藝技術(shù)進(jìn)行304不銹鋼件與金屬化氧化鋁陶瓷進(jìn)行焊接的試驗研究情況, 同時也研究了以無氧銅和Ag Cu28Ni1.5合金作為金屬化氧化鋁陶瓷-金屬釬焊釬料的釬焊工藝及性能。結(jié)果表明:無氧銅及Ag Cu28Ni1.5合金是釬焊金屬-陶瓷的2種綜合性能良好的活性釬料。

0前言

一般情況下, 氧化鋁陶瓷具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、高強(qiáng)度、高硬度、絕緣性良好等特性, 但其加工性能、焊接性能很差。而金屬材料卻具有耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度、導(dǎo)電性能良好等優(yōu)點, 且機(jī)械加工性能、焊接性能良好。隨著結(jié)構(gòu)陶瓷應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大和高科技的發(fā)展需要, 很多組件常常需要陶瓷和金屬材料的綜合性能。通過陶瓷金屬化真空釬焊工藝能夠?qū)⑻沾珊徒饘儆袡C(jī)地結(jié)合在一起, 從而獲得兼有陶瓷和金屬性能優(yōu)點的復(fù)合結(jié)構(gòu)件[1]。

由于陶瓷材料結(jié)構(gòu)與金屬材料微觀結(jié)構(gòu)不同, 釬料往往不能潤濕陶瓷表面, 也不能與之作用而形成牢固的粘結(jié), 因而陶瓷與金屬的封接是一種特殊的工藝方法, 即陶瓷金屬化的方法:先在陶瓷需要釬焊的表面牢固地粘附1層金屬薄膜, 使該表面具有金屬特性, 再實現(xiàn)陶瓷與金屬的釬焊。經(jīng)相關(guān)資料介紹, 現(xiàn)有鉬錳法、鍍金法、鍍銅法、鍍錫法、鍍鎳法、LAP法 (激光后金屬鍍) 等多種陶瓷金屬化工藝[2]。

氧化鋯陶瓷具有哪些優(yōu)勢？

氧化鋯陶瓷有純ZrO2為白色，含雜質(zhì)時呈黃色或灰色，一般含有HfO2，不易分離。氧化鋯陶瓷的生產(chǎn)要求制備高純、分散性能好、粒子超細(xì)、粒度分布窄的粉體，氧化鋯超細(xì)粉末的制備方法很多，氧化鋯的提純主要有氯化和熱分解法、堿金屬氧化分解法、石灰熔融法、等離子弧法、沉淀法、膠體法、水解法、噴霧熱解法等。

氧化鋯陶瓷的優(yōu)勢：

1、高硬度，高韌性，高抗彎強(qiáng)度，氧化鋯陶瓷密度5.95-6.05g/cm3之間，在四種常用于制作陶瓷球體材料(Si3N4，SiC，Al2O3，ZrO2)中，氧化鋯的韌性，8MPa·m1/2以上。

2、高耐磨性，摩擦系數(shù)低，耐磨性是氧化鋁陶瓷的15倍，磨擦系數(shù)僅為氧化鋁陶瓷的1/2，經(jīng)研磨加工后，表面光潔度更高，可達(dá)▽9以上，呈鏡面狀，極光滑，摩擦系數(shù)更小。

3、絕緣性好，耐腐蝕性強(qiáng)，無靜電，耐高溫，隔熱性能優(yōu)異，熱膨脹系數(shù)接近于鋼。

4、氧化鋯陶瓷具有自潤滑性，可以解決潤滑介質(zhì)造成的污染和添加不便。

氧化鋯陶瓷可采用的燒結(jié)方法通常有：

⑴無壓燒結(jié)，⑵熱壓燒結(jié)和反應(yīng)熱壓燒結(jié)，⑶熱等靜壓燒結(jié)(HIP)，⑷微波燒結(jié)，⑸超高壓燒結(jié)，⑹放電等離子體燒結(jié)(SPS)，⑺原位加壓成型燒結(jié)等。

氧化鋯陶瓷燒結(jié)中常見問題及原因分析

陶瓷素坯在燒結(jié)前是由許許多多單個的固體顆粒所組成的，坯體中存在大量氣孔，氣孔率一般為35%~60%（即素坯相對密度為40%~65%），具體數(shù)值取決于粉料自身特征和所使用的成型方法和技術(shù)。當(dāng)對固態(tài)素坯進(jìn)行高溫加熱時，素坯中的顆粒發(fā)生物質(zhì)遷移，達(dá)到某一溫度后坯體發(fā)生收縮，氧化鋯球價格出現(xiàn)晶粒長大，伴隨氣孔排除，氧化鋁陶瓷球終在低于熔點的溫度下（一般在熔點的0.5~0.7倍）素坯變成致密的多晶陶瓷材料，這種過程稱為燒結(jié)。

      燒結(jié)是陶瓷坯體成型的后一道工藝，陶瓷產(chǎn)品的性能優(yōu)劣很大一部分因素是由燒結(jié)來決定的。氧化鋯陶瓷要燒結(jié)地致密度高、均勻，不僅道加工工序脫脂環(huán)節(jié)至關(guān)重要，還受粉體、添加劑、燒結(jié)溫度及時間、壓力及燒結(jié)氣氛等因素的影響。