Twój ekspert w dziedzinie innowacyjnych systemów zintegrowanych ceramika-metal:
Lutowanie ceramiki
Głównym problemem łączenia metalu z ceramiką za pomocą lutowania są różne współczynniki rozszerzalności cieplnej (CTE) materiałów. Im większa jest ta różnica i im wyższa jest temperatura lutowania, tym większe są "zamrożone" napięcia w kompozycie ceramiczno-metalowym w temperaturze pokojowej. Dlatego próbuje się użyć stopów metali takich jak Ni42 lub Kovar, ponieważ mają one CTE podobne do tlenku glinu w temperaturze pokojowej. Ponadto podejmuje się próbę dostosowania kształtu i grubości materiału części metalowych w taki sposób, aby naprężenia kompozytowe zostały zredukowane przez odkształcenia plastyczne. Systemy aluminiowe rozróżniają trzy rodzaje lutowania jako technikę łączenia.
Lutowanie bierne Al2O3 z materiałów ceramicznych i metalowych
Najszerzej stosowaną metodą lutowania ceramiki i metalu jest lutowanie pasywne Al2O3 z lutownicą eutektyczną AgCu28 o temperaturze topnienia 779°C. Warunkiem koniecznym jest tu zawsze metalizowanie ceramiki. W zależności od wymagań i parowania materiałów stosuje się różne inne rodzaje lutów. Lutownica używana jest głównie jako drut i folia częściowo również jako pasta. Zaletą pasywnego lutowania ceramiki jest dobre zwilżanie i płynność lutu na warstwie metalizacji niklowanej. Alumina Systems produkuje ponad 90% próżniowo szczelnych systemów ceramiczno-metalowych. Tworzy się pomiędzy metalizacją i metalową częścią Lotkehle, co stanowi optymalne przejście napięcia. Dlatego też związki te mają bardzo wysoką wytrzymałość (co najmniej Mpa). Lutowanie odbywa się głównie w atmosferze gazu formującego (90% azotu (N2) i 5% wodoru (H2)) w celu ochrony przed utlenianiem. Na przykład w przypadku komponentów kompozytowych ze stali nierdzewnej, to nie wystarczy. Dlatego jest lutowany tutaj w próżni.
Aktywne lutowanie w lutowany kompozyt metalu i ceramiki
Główną zaletą tej metody jest zastosowanie głównie tytanowych lutów aktywnych, które umożliwiają bezpośrednie połączenie lutu z komponentami bez metalizowania ceramiki. Wadą jest słabe zwilżanie ceramiki. Może to powodować problemy przy tworzeniu szczelnych połączeń próżniowych.
Lutowane techniczne złącze ceramiczne za pomocą lutu szklanego
Alumina Systems często używa lutów szklanych do próżniowo szczelnego łączenia ceramiki z ceramiką. Ceramika nie musi być do tego celu metalizowana. Ponieważ połączenie materiałowe z wykorzystaniem szkła bez użycia metali, takich jak Ni zarządza, takie związki mogą być również stosowane w polu magnetycznym.
Utworzenie lutowanego połączenie ceramiki z metalami
Mikrograf pokazuje, że cienka, miękka i elastyczna membrana miedziana (OF-Cu: miedź beztlenowa) została przylutowana pomiędzy stałą częścią miedzianą a ceramiką. Minimalizuje to naprężenia kompozytowe w systemie ceramiczno-metalowym poprzez deformację.
