Способ изготовления спая спеченного нитрида кремния с металлом

 

Использование: изобретение относится к области изготовления спаев керамики из спеченного нитрида кремния с металлом и может быть использовано для изготовления металлокерамических узлов в двигателестроении и электротехнической промышленности . Сущность изобретения: нитрид кремния металлизируют пастой, содержащей 75-92 мас.% вольфрама и 8-25 мас.% титана или гидрида титана. Пайку осуществляют по режиму: нагрев до 1000°С, выдержка в течение 25-80 мин, дальнейший нагрев до температуры пайки и выдержка при ней в течение 60-75 с. Механическая прочность спаев при сдвиге составляет 103- 116 МПа, а после 10 термоциклов на воздухе в интервале 20-600-20°С 65-74 МПа. нитриду кремния и активному металлу (сплаву). Пример 1. Готовят пасту состава, мас.%: вольфрам 88, TIH2 12. Пасту наносят на поверхность керамики слоем толщиной 20-30 мкм. Затем производят пайку керамики с металлом при помощи медного припоя в вакууме ( мм рт.ст.) по режиму: нагрев до 1000°С в течение 1 часа, выдержка при 1000°С в течение 30 мин, нагрев до температуры плавления медного припоя в течение 10 мин, выдержка при температуре плавления припоя в течение 60 сек, охлаждение в течение 3 часов. Механическая прочность спаев керамики из нитрида кремния с никелем при сдвиге составляет 103±15 МПа, механическая прочность при сдвиге после 10 термоциклов на воздухе в интервале 20-600-20°С составляет 65±13 МПа. Конкретные примеры составов и свойств приведены в таблице. w Ё Ч| ю ю 00 О CJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 04 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4921078/33 (22) 21,03.91 (46) 07.03;93, Бюл, М 9 (71) Ленинградский технологический институт им, Ленсовета (72) Ю.В,Васильев и О.А.Тарасова (56) Батыгин В.Н., Метелкин И.И., Решетников А,М. Вакуумно-плотная керамика и ее спаи с металлами, М.: Энергия, 1973, с. 290325, Заявка EP N. 0277645, кл. С 04 В 37/02, опубл, 1988 r. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПАЯ СПЕЧЕННОГО НИТРИДА КРЕМНИЯ С МЕТАЛЛОМ

Изобретение относится к области изготовления спаев керамики из спеченного нитрида кремния с металлом и может быть использовано для изготовления металлокерамических узлов в двигателестроении и электротехнической промышленности.

Сущность изобретения заключается в том, что при изготовлении спая спеченного нитрида кремния с металлом методом активной пайки, в зону спая наряду с активным компонентом (TiHz, Ti) вводят вольфрам при следующем содержании компонентов, мас,%: Вольфрам 75-92, активный компонент 8-25 и производят дополнительную выдержку при 1000 С в течение 30 мин, а при.температуре пайки в течение 60-75 с.

Проведенные исследования показали, что для повышения термостойкости спаев в зону спая необходимо вводить компонент, обладающий невысоким значением ТКЛР и химической инертностью по отношению к

„„ЯЛ „„1 799863 А1 (57) Использование: изобретение относится к области изготовления спаев керамики из спеченного нитрида кремния с металлом и может быть использовано для изготовления металлокерамических узлов в двигателестроении и электротехнической промышленности. Сущность изобретения: нитрид кремния металлизируют пастой, содержащей 75-92 мас.% вольфрама и 8-25 мас.% титана или гидрида титана. Пайку осуществляют по режиму: нагрев до 1000 С, выдержка в течение 25-80 мин, дальнейший нагрев до температуры пайки и выдержка при ней в течение 60-75 с, Механическая прочность спаев при сдвиге составляет 103116 МПа, а после 10термоциклов на воздухе в интервале 20-600-20 С 65-74 МПа. нитриду кремния и активному металлу (сплаву).

Пример 1. Готовят пасту состава, мас.%: вольфрам 88, Т Н2 12, Пасту наносят на поверхность керамики слоем толщиной

20-30 мкм. Затем производят пайку керамики с металлом при помощи медного припоя в вакууме (10 мм рт.ст,) по режиму: нагрев до 1000 С в течение 1 часа, выдержка при

1000 С в течение 30 мин, нагрев до температуры плавления медного припоя в течение 10 мин, выдержка при температуре плавления припоя в течение 60 сек, охлаждение в течение 3 часов.

Механическая прочность спаев керамики из нитрида кремния с никелем при сдвиге составляет 103+15 МПа, механическая прочность при сдвиге после 10 термоциклов на воздухе в интервале 20-600-20 С составляет 65 13 МПа.

Конкретные примеры составов и свойств приведены в таблице.

1799863

Из приведенных данных видно, что введение в зону спая порошкообразного вольфрама в количестве 75-92 мас, u соблюдение предлагаемого температурного режима процесса позволяют повысить механическую прочность спаев после термоциклирования на 80-100 g,. Данный эффект расширяет область применения спаев и повышает их надежность.

Формула изобретения

Способ изготовления спая спеченного нитрида кремния с металлом путем нанесения металлизационного слоя, содержащего титан и вольфрам, последующего нагрева и выдержки при температуре пайки, отличающийся тем, что, с целью повышения термической стойкости спаев, металлизационный слой наносят из пасты, содержащей 8-25 мас.7, титана или гидрида титана и 75-92 мас.% вольфрама, при нагреве производят дополни"0 тельную выдержку при 1000 С в течение

25-30 мин, а при температуре пайки—

60-75 с, Состав пасты, мас.

М и/и

Механи- МеханичеВремя. пайки, Параметры предварительной выдержческая прочность спаская прочность сек

ТемпеВремя, мин

Т1Н2. Т!

W спаев при сдвиге после 10 термоциклов

20 — 600—

20ОС ратура.

OC ев при сдвиге, Мпа

1000

Составитель Ю. Васильев

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор А. Мотыль

Редактор

Заказ 1136 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8

11

12

13

14

Прототип

88

92

94

12

6

100

103»-15

116+25

113»-23

105» 24

95»-17

80»-16

106+14

82+17

70»-18

75»-18

96»-15

105 +17

83":17

80+19

112+19

65»-13

74» 16

70»-15

73 12

66+16

45»-9

44» 10

44+13

33» 12

41»-10

48»-12

68+18

43»-16

36+12

36» 9