陶瓷金属化实现金属一陶瓷封接的方法一般是利用金属粉末涂在陶瓷表面,然后在还原气氛(氢气)中高温烧结,从而在陶瓷表面形成一层金属层的过程,所以这种方法又称为烧结金属粉末法。根据金属粉末的配方不同,它又有钼锰法、钼铁法、钨铁法等,其中以钼锰法应用最广泛,工艺最成熟。
钼锰法陶瓷金属化的简单机理是:以钼粉、锰粉为主要原料,再添加一定数量的其他金属粉,以及作为活性剂的金属氧化物,如氧化铝、氧化镁、二氧化硅、氧化钙等,在还原性气氛中高温烧结。在高温条件下,氧化锰和配方中的其他氧化物互相溶解和扩散,生成熔点和黏度都比较低的玻璃状熔融体。
这些熔融体向陶瓷中扩散与渗透,同时对陶瓷中的氧化铝晶粒产生溶解作用,并与陶瓷中的玻璃相作用生成新的玻璃态熔融体,并又反过来向金属化层中扩散与渗透,并浸润略微氧化的钼海绵表面。冷却后,陶瓷与金属化层界面附近的互相渗透的熔融体变成玻璃相,从而在陶瓷与海绵钼之间形成一层过渡层。由于钼层不易被焊料所浸润,因此还需要在金属化钼层上镀上一层镍,镀镍后在于氢气氛中进行再烧结,使钼层与镍层结合牢固,称为二次金属化。
钼锰法在各种陶瓷的金属化中应用得十分普遍,其主要优点是:
(1)工艺成熟、稳定;
(2)封接强度高,特别适合微波管在苛刻的机械和气候条件下应用;
(3)可以多次返修而不致破坏金属化层;
(4)对焊料、金属化膏剂配方以及烧结气氛的要求不很严格,工艺容易掌握。
钼锰法的缺点是金属化温度高,容易影响陶瓷的质量;而且要求高温氢炉;工序周期比较长。 2100433B