Дослідження процесів взаємодії титановмісних припоїв з оксидною керамікою і коваром
О. М. Костін, Ал. В. Лабарткава, В. А. Мартиненко
Інститут біоколоїдної хімії ім. Ф.Д. Овчаренка НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 42, 03142 Київ, Україна
Отримано: 15.01.2014; остаточний варіант - 03.04.2014. Завантажити: PDF
У сучасній промисловості широко використовуються металокерамічні вироби, зокрема, гермовводи вакуумних установок електронно-променевого зварювання, які виготовляють паянням або дифузійним зварюванням. При виготовленні зазначених вузлів доводиться розв’язувати низку проблем, що пов’язані з наявністю залишкових власних напружень, спричинених відмінністю термічних коефіцієнтів лінійного розширення металу і кераміки, а також поганою змочуваністю поверхні кераміки лютою. Для зниження залишкових напружень і підвищення якості паяння в конструкціях гермовводів використовують узгоджені матеріали і люту з високою адгезійною активністю. Однак у літературних джерелах недостатньо розглянуто характеристики змочування і розтікання зазначених лютей по ковару і кераміці, відсутні результати детальних досліджень фазового складу і властивостей паяних з’єднань з використанням лютей і стопів на основі системи Cu—Ti. У цьому зв’язку в даній роботі досліджено характеристики змочування лютою СТЕМЕТ-1203 і лютою Cu—Ti, яка формувалася в процесі контактно-реактивного топлення фольги титану і міді (50%Ti—50%Cu за об’ємом), ковару 29НК, кераміки ВК94-1 і муліту (3Al$_{2}$O$_{3}$—2SiO$_{2}$), вивчено властивості паяних з’єднань з метою оптимізації технології паяння металокерамічних високовольтних гермовводів електронно-променевих гармат вакуумних установок для зварювання і напорошення. На підставі одержаних результатів можна зробити висновок про те, що для виготовлення металокерамічних гермовводів оптимальним є поєднання ковар 29НК—кераміка ВК 94-1. Використання для паяння гермовводів припою Ti—Cu уможливлює одержати підвищення адгезійної активності порівняно з припоєм СТЕМЕТ-1203 і знизити температуру паяння на 60—90°C. Таким чином, твердість плавно збільшується від ковару до кераміки, що, ймовірно, сприяє зниженню рівня власних напружень у паяному з’єднанні. Характер розподілу хімічних елементів у паяних з’єднаннях забезпечує утворення міцного пластичного шва без наявних макро- і мікродефектів. Якість паяння металокерамічних гермовводів визначається вакуумною щільністю швів і електроопором між керамічними і металевими елементами деталі. У нашому випадку герметичність паяння підтверджується мас-спектрометричним методом. Електроопір між керамічними і металевими елементами гермовводу складає понад 15 ГОм при напрузі 1 кВ.
Ключові слова: хімічний склад, фазовий склад, мікротвердість, змочування, розтікання, оксидна кераміка, ковар, титановмісні припої, гермоввод, активне лютування.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v36/i06/0815.html
PACS: 07.30.Hd, 07.30.Kf, 81.05.Je, 81.05.Mh, 81.20.Vj