Процессы металлизации различных керамических материалов
Металлические материалы обладают хорошей пластичностью, пластичностью, электропроводностью и теплопроводностью, в то время каккерамические материалыобладают высокой термостойкостью, износостойкостью, коррозионной стойкостью, высокой твердостью и высокой изоляцией, и каждый из них имеет свой собственный широкий спектр применения. Керамическая металлизация, изобретенная американскими химиками Чарльзом Вудом и Альбертом Д. Уилсоном в начале 20 века, объединяет два материала для достижения взаимодополняющих характеристик. Они начали исследования методов нанесения металлических покрытий на керамические поверхности в 1903 году и получили патент на технологию в 1905 году. Эта технология впоследствии широко использовалась в промышленном производстве для изготовления керамических изделий с металлическим внешним видом и свойствами, таких как термостойкая керамика и электронная устройства.
Керамическая металлизация относится к прочному приклеиванию тонкого слоя металлической пленки к керамической поверхности для обеспечения сварки между керамикой и металлом. Существуют различные процессы металлизации керамики, включая молибден-марганцевый метод, метод золочения, метод меднения, метод лужения, метод никелирования и метод КОЛЕНИ (лазерное покрытие). Обычная металлизированная керамика включает керамику из оксида бериллия,глиноземная керамика,керамика из нитрида алюминия, инитридкремниевая керамика.Поскольку структура поверхности разных керамических материалов различна, для металлизации разных керамических материалов подходят разные процессы металлизации.
1. БеО Керамика
Наиболее распространенным методом металлизации керамики BeO является молибден-марганцевый метод. Этот метод заключается в покрытии керамической поверхности пастообразной смесью порошков чистых металлов (Мо, Мн) и оксида металла с последующим нагревом ее при высокой температуре в печи для формирования металлического слоя. Добавление от 10% до 25% Мн к порошку Мо должно улучшить сцепление между металлическим покрытием и керамикой.
Основным методом металлизации керамики Al2O3 являетсяМетод прямого соединения меди (ДБК), что позволяет напрямую соединять медную фольгу и керамику Al2O3 без необходимости использования дополнительных материалов. Процесс включает покрытие поверхности керамики Al2O3 обработанной медной фольгой, введение инертного газа с определенным содержанием кислорода и последующий нагрев. Во время этого процесса поверхность меди окисляется, и когда температура достигает диапазона эвтектической жидкой фазы, керамика Al2O3 и медь образуют эвтектическую жидкую фазу, которая смачивает оба материала и завершает начальное соединение. При охлаждении эвтектическая жидкая фаза осаждает Cu и Cu2O, которые существуют на границе раздела, обеспечивая герметичное соединение.
В настоящее время основными методами, используемыми для керамики АлN, являются ДБК и активная металлическая пайка (АМБ).
Метод прямого меднения для керамики АлN подобен методу для керамики Al2O3, но с некоторыми отличиями. Это связано с тем, что АлN является неоксидной керамикой, и эвтектическая жидкая фаза плохо растекается по ее поверхности, что делает невозможным прямое склеивание. Следовательно, его необходимо предварительно окислить при температуре около 1200℃, и оксидный слой около 1-2мm будет образовываться на поверхности керамики АлN после окисления. Затем предварительно окисленную керамику АлN и медь соединяют в диапазоне температур, при котором существует эвтектическая жидкая фаза, чтобы завершить подготовку медной платы с покрытием АлN.
Другим широко используемым методом является АМБ, который соединяет керамическую АлN и медную фольгу с активными металлическими припоями, при этом наиболее часто используется система Аг-Cu-Ти. Ти в припое является активным металлом, на долю которого приходится около 1-5% массовой доли, в то время как на Cu приходится около 28%, а на Аг приходится около 67-71%. Проблема с соединением керамики АлN и медной фольги с помощью пайки активным металлом заключается в том, что в сформированной структуре остается большое внутреннее напряжение, что может привести к проблемам с надежностью в практических приложениях. Следовательно, в процессе разработки состава припоя, помимо металлических частиц Аг, Cu и Ти, необходимо добавлять некоторые наполнители, которые могут уменьшить термическое несоответствие. В настоящее время широко используемые наполнители в основном включают карбид кремния, Мо, Банка, Si3N4 и Al2O3.
Керамика Si3N4 обычно соединяется с медью с помощью активной пайки металлами (АМБ). Причина, по которой прямое меднение нельзя использовать для металлизации поверхностиКерамика Si3N4заключается в том, что непосредственно на поверхности керамики Si3N4 нельзя создать оксидный слой. Подобно АлN, Si3N4 также является нитридом, который может вступать в химическую реакцию с некоторыми активными металлами (Ти, Кр, V) с образованием непрерывных нитридов в граничном слое, таким образом реализуя связь между керамикой Si3N4 и металлическими припоями. Наиболее часто используемым металлическим припоем является система Аг-Cu-Ти, но линия жидкой фазы этих припоев ниже 1200 К, а их стойкость к окислению низкая. Температура эксплуатации после пайки не должна быть выше 755 К.
СЯМЫНЬ МАСКА ТЕХНОЛОГИИ СО., ООО. является авторитетным и надежным поставщиком, специализирующимся на производстве и продаже технических керамических деталей. Мы обеспечиваем индивидуальное производство и высокоточную механическую обработку для широкого ряда высококачественных керамических материалов, включая глиноземная керамика, циркониевая керамика, нитрид кремния, Карбид кремния, нитрид бора, нитрид алюминия и обрабатываемая стеклокерамика. В настоящее время наши керамические детали можно найти во многих отраслях промышленности, таких как механическая, химическая, медицинская, полупроводниковая, автомобильная, электронная, металлургия и т. д. Наша миссия состоит в том, чтобы предоставить керамические детали самого высокого качества для пользователей во всем мире, и нам очень приятно видеть, что наши керамические детали работают эффективно в конкретных приложениях клиентов. Мы можем сотрудничать как с прототипом, так и с серийным производством, обращайтесь к нам, если у вас есть требования.
