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Saldatura ceramica
Il problema principale dell'unione del metallo alla ceramica mediante saldatura è costituito dai diversi coefficienti di dilatazione termica (CTE) dei materiali. Maggiore è questa differenza e più alta è la temperatura di saldatura, maggiori sono le tensioni "congelate" nel composito ceramica-metallo a temperatura ambiente. Si cerca quindi di utilizzare leghe metalliche come il Ni42 o il Kovar, che hanno un CTE simile all'ossido di alluminio a temperatura ambiente. Inoltre, si cerca di adattare la forma e lo spessore del materiale delle parti metalliche in modo tale da ridurre le sollecitazioni composite per deformazione plastica. Alumina Systems distingue tre tipi di saldatura come tecnica di connessione.
Brasatura passiva Al2O3 di ceramica e metallo
Il metodo più usato per la brasatura di ceramica e metallo è la brasatura passiva Al2O3 con una lega eutettica AgCu28 con un punto di fusione di 779°C. Il prerequisito qui è sempre la metallizzazione della ceramica. A seconda delle esigenze e dell'accoppiamento dei materiali, vengono utilizzate diverse altre saldature. La saldatura è utilizzata principalmente come filo e lamina in parte anche come pasta. Un vantaggio della saldatura passiva della ceramica è il buon comportamento di bagnatura e di flusso della saldatura sullo strato di metallizzazione nichelato. Alumina Systems produce oltre il 90% dei sistemi ceramica-metallo a tenuta di vuoto. Si forma tra la metallizzazione e la parte metallica di una Lotkehle, che rappresenta una transizione ottimale della tensione. Pertanto, questi composti hanno resistenze molto elevate (almeno Mpa). La saldatura viene effettuata principalmente sotto forma di gas (90% azoto (N2) e 5% idrogeno (H2)) per la protezione contro l'ossidazione. Ad esempio, per i componenti in acciaio inossidabile, questo non è sufficiente. Quindi viene saldato qui nel vuoto.
Saldatura attiva nel giunto di composito saldato in metallo-ceramica
Il vantaggio principale di questo metodo è l'uso di saldature attive, per lo più contenenti titanio, che consentono un collegamento diretto tra la saldatura e i componenti senza metallizzazione della ceramica. Uno svantaggio è lo scarso comportamento di bagnatura della ceramica. Questo può causare problemi durante la creazione di connessioni a tenuta di vuoto.
Giunto in ceramica tecnica brasata con saldatura vetrosa
Alumina Systems utilizza spesso saldatrici di vetro per l'incollaggio sottovuoto della ceramica con la ceramica. La ceramica non deve essere metallizzata per questo scopo. Dal momento che il collegamento materiale utilizzando vetro senza metalli come Ni gestisce, tali composti possono essere utilizzati anche nel campo dei campi magnetici.
Formazione di una connessione composto ceramico-metallico
La micrografia mostra che una sottile, morbida e flessibile membrana di rame (OF-Cu: rame senza ossigeno) è stata saldata tra la parte in rame solido e la ceramica. Questo riduce al minimo le sollecitazioni composite nel sistema ceramica-metallo per deformazione.
