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真空钎焊-真空密封容器

发布人:管理员 发布时间:2022-12-26

本文的上述密封钎焊填料包括Ag-Cu活性金属,其中Cu活性金属化合物的含量不超过体积的40%。当达到Ag--Cu共晶温度时,密封钎焊填料开始熔化。由于Cu活性金属化合物的熔化温度高,溶解速率低,Cu活性金属化合物在钎焊填料的初始熔融阶段将保持在固相中。如果Cu-活性金属化合物在所述钎焊填料中保留在固相中,则在初始熔融阶段钎焊填料组合物中将出现Cu的明显降低,从而导致Ag含量升高。因此,钎焊填料的熔化温度在一定范围内会明显升高。例如,Cu-Ti化合物在例如由Ag--Cu-Ti组成的钎焊填料中保留在固相中,其中Cu-Ti化合物的含量不超过体积的40%,并且钎料中Cu的明显降低会发生,并且在初始熔化阶段Ag含量将升高。结果,如图4中的Ag-Cu相图所示,Ag-Cu共晶温度的A点(780°C.)移动到Ag含量和熔化温度都较高的点B,并且钎焊填料的熔化温度在A到B的范围内。

当在陶瓷圆筒的开口端和具有框架形端部的金属密封盖之间设置这种钎焊填料并在超过Ag--Cu共晶温度的温度下进行热处理时,钎焊填料不会一次全部熔化,并且部分钎焊填料将以未熔化材料的形式存在。未熔化的钎焊填料抑制了熔体钎焊填料的形成,该填料过度爬上密封盖的框架形端的侧面,从而允许熔体保持在圆柱体开口端表面的一侧。当熔化的钎焊填料保持在陶瓷圆柱体开口端表面的一侧时,Cu活性金属或Cu活性金属和游离活性金属会沉淀在界面上,形成活性金属的分离层。当在圆柱体开口端表面形成偏析层时,钎焊填料会在离析层上很好地铺展,而在形成偏析层的过程中,Cu活性金属化合物会溶解到钎料中以一定的速率溶解。

当Cu活性金属化合物熔化后,熔化的钎焊填料的成分具有高含量的Cu,最后Ag和Cu组合物将恢复到热处理前的状态。这种组合物的熔点低于上述初始熔点的表观熔点。因此,防止了凝固点的升高,并且与初始熔化阶段不同,熔化的钎焊填料在热处理后的冷却步骤中一次固化。

因此,图2和图3所示的两个长腿密封层3可以分别在陶瓷圆柱体1的开口端和金属密封帽2的每个框架形端之间形成,通过使用具有上述成分的钎焊填料。此外,由活性金属制成的两个隔离层4可以同时在圆柱体1的开口端的表面上形成。因此,可以得到具有气缸1开口端的真空密封容器,并且气密性地与密封盖2的每个框架形端部密封。

因为在形成密封层的冷却步骤中,钎焊填料可以通过防止其凝固点的升高而一次性固化,因此在没有能够用作泄漏通道的收缩标记空隙的情况下,可以形成密封性能优异的密封层。特别地,当使用在Ag-Cu共晶合金组合物中含有Ag-Cu的钎焊填料时,可以在圆柱体1的开口端和密封盖2的框架形端之间形成具有均匀和精细结构的密封层,而不会在随后的冷却步骤中通过熔化而离开。因此,可以生产出真空密封容器,该容器肯定会防止在密封层中形成泄漏通道。

本文的真空密封容器包括陶瓷圆筒1和两个金属密封帽2,每个金属密封帽2各具有框架形末端。金属密封盖2的每个框架形端分别放置在圆柱体1的开口端上。两个密封层3分别粘贴到气缸1的开口端,每个框架形端端。每个密封层3由隔离层4组成,由活性金属制成,形成在圆柱体1的开口端,并且Ag--Cu基主体5从隔离层4突出到框架形末端,密封盖2如图3所示。每个密封层3由以下关系定义:L.gtoreq.4 T和.theta.。ltoreq.60°C,其中L不超过开口端的宽度,并且是散布在圆柱体11开口端表面上的最小长度;T为密封盖12的框架形端部的厚度;和 .theta。是与开口端表面的角度。

两个密封层分别粘贴密封盖2的每个框架形端部到圆柱体1的开口端,并且每个密封层4具有由与圆柱体1开口端表面接触的活性金属制成的隔离层4。因此,可以实现真空密封容器,包括具有开口端的气缸1,并且分别与密封盖2的框架形端部密封。

此外,真空密封容器优良的气密性能必定能防止密封层中的泄漏通道,可以通过形成主体5构成每个密封层3的Ag--Cu共晶合金实现具有精细共晶结构。

通过参考以下优选实施例更详细地描述本发明。

例 1

首先,制备由57.7mol % Ag,38.5mol %Cu和3.8mol % Ti组成的熔体,并在所需的模具中逐渐冷却,以形成外径为39 mm,内径为38.5 mm,厚度为0.2 mm的环形钎焊填料,其中整个Ti基本上以Cu4 Ti的形式存在。该钎焊填料中Cu4 Ti的体积比为27%,通过对其截面的评估确定。请注意,环形钎焊填料可以通过冲压由金属部件组成的板来形成。

然后,制备了两个由SUS 304制成的密封盖,每个密封盖的末端呈圆形,厚度为0.5 mm,外径为39 mm,高度为5 mm。此外,还制备了由94%纯度氧化铝制成,外径为44 mm,内径为39 mm,高度为52 mm的圆柱体。随后,将密封盖的每个圆形端分别放置在圆柱体的开口端上。将上述方法得到的每个环形钎焊填料分别插入圆柱体的开口端和圆形端之间。将所得构件引入真空炉中,然后真空炉抽真空至6.times.10@-4 Pa,并以327°C./小时的升温速率将温度升至810°C.,并将该温度保持20分钟,然后将试样在炉中冷却,以制造真空密封容器,该容器包括具有开口端的圆柱体,每个密封盖的每个圆形端由每个密封盖密封。分别是密封层。

比较例1

真空密封容器的制造方式与实施例1相同,不同之处在于使用与实施例1相同的成分层压Ag,Cu和Ti箔制备的两个层压板作为密封钎焊填料,并且每个层压板的布置使得Ti箔位于圆柱体的开口端, 分别。

比较例2

真空密封容器的制造方式与实施例1相同,只是在无定形状态下使用与实施例1相同的Ag,Cu和Ti组成。钎料中以无定形状态存在的Ti形式不是Cu4 Ti。

检查了实施例1和比较例1和2中获得的真空密封容器的密封部分的形状和状态。结果表明:实施例1真空密封容器中各密封层3由分离Ti层4和主体5组成,L为10 mm(即20 T;T是所述密封帽的厚度)和.theta。为30°C,如图3所示。分离的Ti层4厚度为2 .μm。在每个密封层3中,主体5由精细的Ag--Cu共晶合金组成,并且没有能够形成泄漏通道的空隙。在比较例1和2的真空密封容器中,在圆柱体1的开口端和密封盖2的每个圆形端之间形成的每个密封层11分别具有灯泡状形状,如图5所示。需要注意的是,每个密封层11由在圆柱体1开口端侧面形成的分离Ti层12和从分离的Ti层12突出到密封盖2的圆形端侧的Ag--Cu基主体13组成。

在比较例1中的每个密封层中,L为5毫米(即10吨;L是所述密封帽的厚度),.theta。为100度,与气缸开口端的接触面积很小。在比较例2中的每个密封层中,L为5.5毫米(即11吨;T是所述密封帽的厚度),.theta。为110度,与气缸开口端的接触面积很小。

检查了实施例1和比较例1和2中的真空密封容器的真空密封性能。结果表明:实施例1的真空密封容器中没有发生泄漏,而比较例1和2中的真空密封容器中的真空度因泄漏而降低。

通过在实施例1和比较例1和2中的真空密封容器的密封部分涂上红色油漆来检查空隙的存在。结果表明:比较例1中真空密封容器中没有空隙,而对比例1中真空密封容器中氧化铝筒与密封层的界面处出现空隙,比较例2中氧化铝筒与真空密封容器密封层的界面处出现裂纹。

将密封帽沿实施例1和比较例1和2中的轴线方向从真空密封容器中拉下,并检查密封部分的断裂表面。结果表明,在实施例1的真空密封容器中,气缸开口端与密封层之间的各连接界面均未出现空隙,而在比较例1和2的真空密封容器中,气缸开口端与密封层之间的各连接界面均出现空隙。

例 2

首先,生产由50.0摩尔%银,41.7摩尔%铜和8.3摩尔%钛组成的熔体,并将该熔体在所需的模具中逐渐冷却,形成外径39 mm,内径38.5 mm,厚度0.2 mm的环形钎焊填料,基本上以Ti元素和Cu4 Ti的形式包含整个Ti。该钎焊填料中Cu4 Ti的体积比为33体积%,通过对其截面的评估确定。需要注意的是,环形钎焊填料可以通过冲压构成金属部件的板来形成。

然后,制备了两个由SUS 304制成的密封盖,每个密封盖的末端呈圆形,厚度为0.5 mm,外径为39 mm,高度为5 mm。此外,还制备了由94%纯度氧化铝制成,外径为44 mm,内径为39 mm,高度为52 mm的圆柱体。随后,将密封盖的每个圆形端分别放置在圆柱体的开口端上。将上述方法得到的每个环形钎焊填料分别插入圆柱体的开口端和圆形端之间。将所得构件引入真空炉中,然后真空炉抽真空至6.times.10@-4 Pa,并以327°C./小时的升温速率将温度升至873°C.,并将该温度保持20分钟,然后将试样在炉中冷却,以制造真空密封容器,该容器包括圆柱体,其开口端与密封盖的每个圆形末端密封,每个密封盖的每个圆形末端由每个密封盖密封。分别是密封层。

检查实施例2获得的真空密封容器的密封部分的形状和状态。结果表明,实施例2真空密封容器内各密封层由偏析Ti层4和基于Ag-Cu共晶合金的主体5组成,L为10 mm(即20 T;T是所述密封帽的厚度)和.theta。为30°C,如图1所示。分离的Ti层4厚度为3μm。在每个密封层3中,主体5基于精细的Ag--Cu共晶合金,并且没有能够形成泄漏通道的空隙,尽管部分存在未熔化的Cu--Ti化合物。

对真空密封容器的真空密封性能进行了检查。结果表明,该真空密封容器中没有发生泄漏。此外,通过在真空密封容器中的每个密封部分涂上红色油漆来检查空隙的存在。结果表明,真空密封容器中未出现空隙。此外,分别沿轴线方向将每个密封盖从真空密封容器中拉下,并检查每个密封层的断裂表面。结果表明,氧化铝筒体开口端与密封层各界面均未出现空隙。

另一种具有优良密封性能的真空密封容器,包括一个铝筒,其开口端分别与不锈钢密封盖的每个圆形末端牢固密封,也可以以与实施例1和2相同的方式制造,甚至可以通过使用由Ag、Cu和Zr组成的钎焊填料,其中Cu--Zr化合物的含量不超过体积的40%或由Ag、Cu和Hf组成的钎料,其中Cu--Hf化合物的含量不超过体积的40%。

如上所述,本发明可以提供一种用于密封真空密封容器的钎焊填料,其在通润性方面具有优异的陶瓷制成的绝缘容器的开口端。

根据本文,还可以提供真空密封容器,包括陶瓷圆筒,其开口端分别用金属密封帽密封,由每个长腿密封层与在开口端表面形成的活性金属制成的隔离层。

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