Способ отжига спаев стекла с металлом

 

СПОСОБ ОТЖИГА СПАЕВ СТЕКЛА С МЕТАЛЛОМ, включающий термообработку, отличаю щи и - с я тем, что, с цепью повышения прочнооти соединения стекла с пластичным пдм, спаи после термообработки поцверГают офаботке холоцом, причем темпера туру обработки определяют по формуле Т 29ЭКдо (. где Т- температура, при которой необхоцимо произвоцить обработку xojioqoMjk { 6 -вешчина остаточных напряж& НИИ в спае при комнатной .пературе цо обработки холоцом; К - коэффициент пропорЬи жальности, зависящий, от формы спая, его величины и упругих характериотик спаиваемых материалов; йЬб - разность температурных коэффициентов лилейного расширения стекла и металла.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН с

gдц С 03 С 27102

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

М

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, 7 =293» б

К4Ж

CO ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРВТИЙ (21) 33233P5/; 29 33 (22) 10.07.8 1

° ° °

46) 07.09.83. Бюл. Nu 33

: 72) В. А. Ринзбург (53) 666.1,038 (088.8) (56) 1. Роус Б. Стекло в электронике, М., "Рацио, 1969, с. 212-219 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОТЖИГА СПАЕВ

СТЕКЛА С МЕТАЛЛОМ, включающий термообработку, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью повышения прочнос ти соединения стекла с пластичным метал лом, спаи после термообработки поцвер гают обработке холоцом, причем темпера туру обработки опрецеляют по формуле

„„SU„„1039909 А гце Т- температура, при которой необ. хоцимо произвоцить обработку холодом К

g -величина остаточных напряже ний в спае при комнатной тем,пературе цо обработки холоцом;

К - коэффициент пропорциональности,. зависяцщй от формы сная, его величины и упругих характеристик спаиваемых материалов; 4 - разность температурных коэффициентов линейного расширения стекла и металла.

1 1039

Изобретение относится к эпектрова куумной технологии, а именно к технопогии попучения с1 с метаплом, конкретно к технопогии отжига спаев неорга нических стекол с ппастичными метаппв»» 5 ми, и может быть испопьзовано в химическом машиностроении, строитепьной промышленности и ювелирном цепе цпя отжига эмалированных изцелий.

Известен способ отжига спаев стек 10 ла, с металлом, заключающийся в нагревании их цо температуры, нвхоцящвйся в области интервапа стекпования, с последующим охпажцением с регулируемой скоростью 11)

f5

Оцнако способ не обеспечивает высокой прочности соединения, TBK как напряжения в спае уменьшаются только в резупьтате репаксационных процессов, протекающих в компонентах спвя при повышенных температурах.

11епью изобретения явпяется. повышение соединения стекла с пластичным металлом.

Ilernü цостигается тем, что согласно 25 .способу отжигв спаев стекпв с метаплом, включающему термообработку, спаи после термообработки поцвергвют обработке хопоцом,причем температуру обработки опрецепяют по формуле 30

cl

Т 29Ф- — р

KbC, гце Т - температура при которой необхоцимо произвоцить обработку холодом, К,! - величина остаточных внутренних напряжений в спае при комнатной температуре цо обработки холоцом;

K — коэффициент пропорционапьности, зависящий от формы спвя, его величины и упругих характерис тик спаиввемых материапов; во6 - разность температурных коэффициентов пинейного расширения стекла и металла.

Способ отжига спаев стекла с ппастичными металлами включает сцецующие операции! нагревание спая цо температуры, соответствующей температуре верх ней границы зоны отжига стекла; регу пируемое охпажцение спая цо комнатной температуры со скоростью, не превышаю щей 2-3 К/мин (в данном спучае, пер55 вые цве операции предпринимаются цпя снятия напряжений закапочного типа в стекле спвя); обработка спая хопоцом

909 2 в течение 1-2 ч при опрецеленной температуре,нагревание спвя цо комнатной температуры с любой скоростью, контроль внутренних напряжений в спве пюбым метоцом, например попяризационно-оптическим.

Пример 1. Провоцят отжиг станцартных образцовых спаев типа сандвич" стекла Х< 32 ТУ 17.ÐÑÔÑP - 3147-75 с мецью марки Ml. Размеры мецной ппвстинки 10х20х0,5, размеры стекпянных пластинок 10х20х3,26 мм. Остаточ, ное цвойное лучепрепомпение во всех спаях после изготовления находится в прецепах 90-110 нм/см.

Спаи нагревают в муфепьной печи со скоростью 3-5 К/мин Qo 480 С,затем о охпажцвют в муфепьной печи от этой тем-. пературы со скоростью не свыше 3 К/мин цо комнатной. После провецения этой операции проверяют остаточное цвойное пучепреломление: оно остается по-прежнему нв уровне 90-110 нм/см.

Затем спви переносят в камеру хопоцв, охпажценную цо -40 С..Выдержка при с этой температуре составпяет 1 ч.

Спви извпекают из камеры хопоцв о при -40 С и они нагреваются на возцуо хе цо комнатной температуры (20 С).

Измеряют остаточное двойное пучепреломпение нв попярископе-попяриметре

ПКС125. Величина цвойного цучепрепомпения во всех спаях не превышает

+6 нм/см.

Пример 2, Провоцят отжиг напряФ

;женного коаксиапьйого спая (гермовво ца) слецующей конструкции. Корпус, представляющий собой копьцо сложного профиля, изготовлен из электрической стапи марки . 1 0880 (жепезо врмко) ГОСТ 3836-73, стеклянный изопяториз эпектровакуумного стекла С52-1 ОСТ

11027. 010-75 контакт - из сплава

29НК (ковар) ГОСТ 14082-78. Остаточное цвойное пучепреломпение в стекле определяют при наклонном просвечивании,и оно составляет на-границе спая железо - стекло

75-85 нм/см. Спаивание гермоввоцов осуществляют в массивном графитовом квпсепе в камерной муфельной печи с

; поспецующим охпажцением вместе с выкпюченной печью цо комнатной температуры, Вспецствие мецпенного равномерного охлаждения гермоввоца в его стекпянном компоненте не образуются напряжения за квйочного типа, Спаи помещают в камеру хопоца лрио

0 С и выдерживают вi течение 1,5 ч, затем:йэвлекают из камеры хопоца при з. 10З9

-50 С и они нагреваются на возцухе цо .комнатной температуры (20 С). о

Измеряют остаточное цвойное лучепреломление на попярископе-попяриметре

JlKC-125 при наклонном просвечивании.

Величина остаточного цвойного лучепре . помпения на границе сная железо — стем ло нахоцится в прецелах 0-4 нм/см (нап ряжения практически отсутствуют) .

При обработке спаев холоцом необхоци-10. мо рассматривать цва временных парамет ра этого процесса: процолжитепьн ость охлажцения (т. е. время, необхоцимое цля выравнивания температурных грациентов по всему объему спая и охлаждения его цо температуры камеры холода) и процоп» жнтельность выдержки спая в камере холода при постоянной температуре.

При провецении исслецований установ- . лено, что второй временной параметр не ур имеет принципиального значения, так

KBK репаксадионные процессы в металли- ческом компоненте спая завершаются достаточно быстро (поспе достижения спаем постоянной температуры, при ко- д5 торой произвоцится обработка холоцом, напряжения в спае остаются практически неи.. меннымн) .

Величина первого, основного временного параметра - продолжительности ох-." лаждения — определяется, в основном, объемом садки; т.е. величиной и количеств. вом одновременно охпажцаемых стеклометаллических изцелий и тепловой инер.цией камеры холоца.

Обработку холоцом провоцят по двум

35 режимам.

Первый режим. Загружают в выключенную камеру;олода иэделия, подлежащие охлаждению, при комнатной температуре и только 40 затем включают ее. Такой режим целесообразно использовать при отжиге круп ных изцепий, когца необхоцимо избегать термоуцаров.

При получении в камере холоца задан- 45 ной температуры в этом случае цостаточ-. но выдержки в пределах 0,5-1,0 ч, при которой происхоцит выравнивание всех температурных градиентов по объему стеклометаллических изцепий. Процопж м

50 тепьность выхоца HB зацанный темпера909 4 турный режим у большинства промыш-. пенных камер холоца составляет 1-1,5 4.

Таким образом, общая процолжитепьность обработки холодом по этому режиму составляет 1,5-2,5 ч. При обработке холоцом очень крупных изцелий или при массивных садках, например, когда изцелие предварительно помещается в массивный капсель и подвергается обработке холодом вместе с ним, процопжительность обработки хопоцом цолжна быть существенно увеличена и может процолжаться несколько суток.

Второй режим. Изделие загружают в камеру колода,пре цварительно охпажц енную цо за данной температуры. В этом случае процолжитепьность обработки холоцом опрецеляется временем, необхоцимым цля прин ьтия изцепием температуры окружающей сред и выравнивания температурных грациентов по всему объему. Дпя мелких иэцелий это время может нахоциться в пределах 0,5 ч, Нпя иэцелий крупных, а также цля изделий, помещенных предварительно в защитный капсепь, это время цолжно быть увеличено цо 1,5-2,0 ч.

Второй режим более технопогичен в отличие от первого, который цопжен ис лопьзоваться только при отжиге крупных изделий.

Таким образом, остаточные напря жения во всех спаях после отжига при комнатной температуре практически раь ны нулю.

Прецлагаемый способ отжига спаев стекла с металлом по сравнению с известным обеспечивает возможность полученияненапряженных спаев стекла с пластичными металлами что оцнозначно привоцит к повышению их прочностии нацежности (требования, особенно важ ные цля эпектровакуумного приборостроения); снижение уровня жестких требований к материалам, поставляемым для иэготовпения спаев (металлом и стеклам), по совпадению их ТКЛР; что значитель но удешевит их произвоцство; расширение номенклатуры изготавливаемых типов напряженных спаев, которые не могли ранее быть допущены в эксплуатадию иэ-эа черезмерно высокого уровня остаточных внутренних напряжений.

ВНИИПИ Заказ 6809/23 Тираж 486 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4