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可伐合金是结合我国的陶瓷特点研制的陶瓷封接合金。合金在-60℃~600℃温度范围内具有与95%Al2O3陶瓷相近的线膨胀系数。主要用于和陶瓷进行匹配封接,是电真空工业中重要的封接结构材料。
物理及化学性能
热性能:熔化温度范围 该合金溶化温度约为1450℃]。热导率 4J33合金热导率λ=17.6W/(m?℃)。 密度 ρ=8.27g/cm3
电性能:电阻率 ρ=0.46μΩ·m
磁性能;居里点 Tc=440℃
化学性能 该合金在大气、淡水和海水中具有较好的耐腐蚀性。
弹性性能 弹性模量E=139GPa。
表面处理工艺 表面处理可用喷砂、抛光、酸洗。该合金具有良好的电镀性能,表面能镀金、银、镍、铬等金属。
切削加工与磨削性能 该合金切削加工特性和奥氏体不锈钢相似。加工时采用高速钢或硬质合金刀具,低速切削加工。切削时可使用冷却剂。该合金磨削性能良好。
可伐合金毛细管是指内径很细的长条形管子。
Kovar合金又称封接合金或定膨胀合金。在-70至500℃温度范围内,具有比较恒定的较低或中等程度膨胀系数的合金。主要类型有铁镍、铁镍钴、铁镍铬系合金。还有无氧铜、钨、钼及其合金和复合材料。主要用于电子工业及电真空工业作封接材料。
可伐合金组织结构
合金按规定的热处理制度处理后,再经-78.5℃冷冻,大于等于4h不应出现马氏体组织。但当合金成分不当时,在常温或低温下将发生不同程度的奥氏体(γ)向针状马氏体(α)转变,相变时伴随着体积膨胀效应。合金的膨胀系数相应增高,致使封接件的内应力剧增,甚至造成部分损坏。影响合金低温组织稳定性的主要因素是合金的化学成分。从Fe-Ni-Co三元相图中可以看到,镍是稳定γ相的主要元素,镍含量偏高有利于γ相的稳定。随合金总变形率增加其组织越趋向稳定。合金成分偏析也可能造成局部区域的γ→α相变。此外晶粒粗大也会促进γ→α相变。
可伐合金作为电子封装行业常用金属外壳材料,为使金属管壳达到气密性封接。
可伐外壳在封接前退火的目的在于:
(1)机械加工应力。可伐在冷加工发生塑性形变时,约有施加能量的10%~15%转化为内能,即所说的内应力,从而使可伐材料组织处于一种不稳定的状态中,在室温下,这种状态能维持相当长的时间而不致发生明显的变化。若一旦对它加热,将发生一系列的组织和性能变化,使其材料组织趋向一种稳定状态,这种组织和性能的变化,特别是组织结构的变化反映在封接面上,就是高温封接中对钼组玻璃的拉应力,可能会导致玻璃产生微小裂纹而漏气;
(2)加工硬化。可伐零件在冷加工制造成型的过程中,由于内部的材料组织发生晶粒拉长、晶粒破碎等缺陷,使晶体缺陷大量增加,位错密度增大。位错之间距离越小,彼此间干扰越大,每个位错线都存在一个应力场,位错通过各自应力场相互作用,使可伐的硬度、弹性增加,而塑性下降,也就是加工硬化。加工硬化若不,在高温封接时,位错之间相互作用的应力场将会因晶体的回复或再结晶而被打破,失去平衡,这也对金属与玻璃的封接有一定的应力影响;
(3)使材料组织均匀、细化、稳定、一致;
(4)金属表面脱碳。碳作为一种还原物质,具有强烈还原性,高温下会夺氧生成C0,因而会在金属与玻璃的封接面或玻璃中产生气泡,不仅降低了金属与玻璃的封接强度,也严重地影响了玻璃的性能,这在封接工艺中是绝不允许的;
(5)去除内部吸附气体。
除上述外,在适当的气氛中进行高温热处理,还具有进一步清洁金属零件的作用。
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