發布日期:2022-11-05 點擊率:53
為獲得陶瓷金屬封接件要采用較純級別的鎢與鉬。
鉬和鎢的主要特性見表。這兩種金屬的線膨脹溫度系數值比高氧化鋁瓷和其他陶瓷材料要小,并且在20~1000℃溫度范圍內改變不大。
鉬、鎢金屬的主要性能
因兩種金屬都是順磁性的,故可用作要求無鐵磁性器件的零件,它們的熔點和再結晶溫度高,故不但可以作陶瓷-金屬封接件的零件,而且還可以用來制造封接件裝架和釬焊用的模具定位元件。鎢和鉬的力學性能在很大程度上取決于機械加工和熱處理、雜質的存在以及試樣的制造工藝,故從不同的研究中得出的數據往往彼此不相等。
鉬在1300~1400℃溫度下退火會導致其在冷態狀態下脆性顯著提高。由于強度的減小和脆性的增大,因此不宜應用于高溫范圍(高于1300~1400℃)的釬焊。
這兩種金屬都具有很低的蒸氣壓,這就決定了鉬和鎢在電真空器件制造方面得到廣泛應用。
氣體在鉬和鎢中的含量,正像對大多數金屬那樣,是取決于以前加工的條件和特性。厚度為0.13mm的鉬與鎢的薄片試樣在400℃下經1h的預除氣,其氣體析出量對鉬為0.176Pa·m3/kg,對鎢為1.40Pa·m3/kg。
鉬和鎢對大多數的氣體而言,實際上在很寬的溫度范圍內(室溫~1000℃)是不滲透的,氫對鉬的滲透性比對銅、鎳和其他金屬的滲透性要小得多。
在室溫下鉬和鎢與空氣和氧氣是互不作用的,在升溫時發生氧化(對Mo高于250℃,對W高于400℃),氧化強度隨著溫度的提高而驟增,鉬在空氣中或氧中在600℃下迅速氧化成MoO3。鎢在500℃時迅速地氧化成WO3,直到600℃還是穩定的。在水蒸氣中(對于Mo是500℃,對W是700℃)很快發生氧化。達很高的溫度時(Mo至1500℃,W至2000℃)看不出與氮相互起作用,這些金屬與氫實際上直至熔點時也不起反應。由于氧化,Mo和W可以形成某些氧化物,其中最熟悉的有MoO3(WO3)、MoO2(WO2)。在高溫時(600~1000℃),在氫中這些氧化物是不穩定的,并易于揮發,特別是高價的氧化物更是如此。例如MoO3的蒸氣壓:在500℃時為1.33×10-3Pa;在800℃時為1.33×103Pa。鉬在空氣中在700℃時的氧化速度是很高的,對厚度為0.25mm的鉬片,其氧化速度平均為每小時0.03mm,在815~980℃溫度范圍內,氧化速度是700℃時的40倍。
在溫度高于1100℃,當有含碳的氣體(CO、CO2、甲烷等)參與,或與固體的碳接觸時,鎢會形成碳化物(W2C和WC),直至2150℃時它還是穩定的。在這些同樣的條件下,在800℃時可形成碳化鉬。在氫氣中碳化鉬是不穩定的,在溫度高于1000℃時就分解。
由于這兩種金屬的熔點高、氣體滲透性和析出性低以及機械強度高,所以可用這些金屬作為直接配置于陰極附近的零件,并可制作成幾何尺寸精確、穩定性好的陶瓷金屬封接件。
現在,鉬用來制造各種形式的陶瓷-金屬封接件;Mo金屬可套封于陶瓷的內外表面,但用得較多的結構形式是Mo針封,這是因為Mo無磁性,線膨脹是直線且與高Al2O3瓷較為匹配。釬焊時,可用金屬焊料或玻璃釉料進行。在用銀或銀銅焊料釬焊時,建議在Mo和W的零件上預先鍍一層銅或鎳,以改善焊料的浸潤性能。若用銅焊料釬焊時,鍍層則不必要,在用玻璃釉料釬焊時,可直接在基體金屬上完成。
(慧樸科技,huiputech)
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