封接合金

封接合金

正文

平均熱膨脹係數為(4～10)×10-6℃-1的膨脹合金，又稱定膨脹合金；主要用作電真空器件中與玻璃或陶瓷封接的材料（圖1）。19世紀初，已開始用鉑作為封接材料與軟玻璃封接。1879年，愛迪生(T.Edison)發明的白熾燈泡以及早期的電子管和X射線管通過玻璃的引出線都用鉑絲。在 1896年法國吉堯姆 (C.E.Guillaume)製成因瓦(Invar)合金(36Ni-Fe)以後,又派生出了代替鉑的46Ni-Fe封接合金，這是最早的封接合金。後來進一步改進這種合金,在表面覆一層薄銅,這種覆銅的42Ni-Fe絲(俗稱杜美絲，Dumet Wire)用作非匹配軟玻璃封接引出線一直使用到70年代。隨著電真空技術的發展，出現了熔點高、熱穩定性好、熱膨脹係數更低的硬玻璃。初期採用鉬或鎢與硬玻璃封接。20世紀30年代出現了與硬玻璃封接的稱為可伐 (Kovar)的Fe-Ni-Co合金;此外,還出現了與軟玻璃封接的Fe-Ni-Cr系、Fe-Cr系、Fe-Ni-Cu系等封接合金。

封接合金

第二次世界大戰後，隨著超高頻、大功率電真空器件的發展，出現了與氧化鋁、氧化鈹等陶瓷封接的合金。對膨脹合金提出兼具高導熱、高導電、無磁性等物理性能的要求。為此採用了複合膨脹合金（如覆銅的可伐合金帶材和絲材）、含難熔金屬的封接合金 （如Ni-Mo、Ni-Mo-W系等），但用量都不大。
在一定的溫度範圍內，金屬與玻璃的熱膨脹係數相一致的封接稱為匹配封接。兩者的熱膨脹係數相差較大的封接稱為非匹配封接。一般採用匹配封接，以保證密封質量。附表列出了一些常用封接合金的牌號、成分、平均熱膨脹係數和用途。圖2和3分別示出合金、玻璃和陶瓷的膨脹曲線。

封接合金

封接合金

封接合金

金屬與玻璃封接是靠金屬表面所形成的一層緻密的氧化膜與加熱後的玻璃通過擴散熔融而完成結合的。金屬與陶瓷不能直接熔融粘合，而是在陶瓷封接面金屬化後用焊料來連線。在封接和使用的整個過程中，封接合金不應發生能引起膨脹特性有明顯變化的相變。
封接合金的熔點需高於玻璃熔封和陶瓷封焊的溫度，應能與無氧銅等金屬釺焊或熔焊，並具有良好的加工性，以便製成絲材、帶材、管材和衝壓成各種形狀的複雜零件。
參考書目
　E.Werner,Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik,VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin,1960.

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