Способ пайки керамических материалов

 

Использование: пайка керамических материалов. Сущность изобретения: пайку керамических материалов производят следующим образом: паяемую поверхность керамических изделий обслуживают сплавом индий-висмут-олово-кадмий на воздухе при температуре 50 - 70°С, затем выдерживают в течение 1 - 3 ч при температуре 100 - 140°С. После обслуживания возможна пайка диффузионно-твердеющими (металлокерамическими) или мягкими (свинцово-оловянными) припоями. 1 табл.

Изобретение относится к пайке, в частности к способам подготовки поверхности керамических изделий для пайки с керамикой, стеклами, металлами.

Известен способ пайки керамики с металлами [1], при котором на керамику наносят металлическую пасту при высоких температурах (вжиганием или напылением) и проводят пайку в восстановительной атмосфере.

Недостатком этого способа является сложная технология, высокая температура, сложное оборудование для получения восстановительной атмосферы с заданной влажностью.

Наиболее близким техническим решением является способ пайки труднопаяемых материалов [2] с предварительным обслуживанием паяемых поверхностей галлием в вакууме с последующей термообработкой, состоящей из выдержки при температуре 380-500^оС в течении 30-120 мин и 600-900^оС в течении 60-120 мин, после проведенного таким образом обслуживания производят пайку.

Недостатками этого способа является сложная технология, требующая вакуумной печи, герметичную камеру, приспособление для опускания изделия в галлий в вакууме; двухступенчатая термообработка при высоких температурах; галлий имеет высокую стоимость.

Цель изобретения - упрощение технологии пайки керамических и керамикометаллических соединений.

Это достигается тем, что предварительное обслуживание керамических материалов производят на воздухе при температуре 50-70^оС сплавом висмут-индий-олово-кадмий с последующей термообработкой на воздухе при температуре 100-140^оС в течении 1-3 ч.

П р и м е р 1. Сплав, содержащий, мас.%: висмут 27,7; индий 50,6; олово 16,0; кадмий 5,7, имеет температуру плавления 49^оС. Сплав нагревают до температуры плавления и наносят на пластинку поликора низкотемпературным паяльником. Температура рабочего жара паяльника 50-70^оС. После нанесения на спаиваемую поверхность сплава пластинку помещают в печь, нагревают до 100^оС и выдерживают 3 ч.

П р и м е р 2. Пластинку керамики 22ХС обслуживают аналогичным образом и выдерживают в печи при 140^оС в течении 1 ч.

П р и м е р 3. Пластинку ситалла обслуживают так же, как и в первых двух случаях, помещают в печь и выдерживают при 120^оС в течении 2 ч. Обслуженные таким образом керамические образцы можно соединить между собой или с любыми металлическими материалами диффузионнотвердеющими (металлокерамическими) или мягкими припоями, например, оловянно-свинцовыми.

В таблице приведены данные механической прочности на разрыв соединений некоторых керамических материалов. Пайка выполнена металлокерамическим припоем, приготовленным из сплава, использованного для обслуживания и медного порошка. Состав припоя: сплав висмут-индий-олово-кадмий - 40 мас.% и медный порошок дисперсностью 40 мкм - 60 мас.%. Сплав расплавляют, смешивают с медным порошком до получения однородной пасты, наносят на обслуженные поверхности, детали фиксируют струбциной во избежании их сдвигов, пока припой находится в пастообразном состоянии, и выдерживают на воздухе при 70^оС до полного затвердевания припоя.

Из таблицы очевидно, что механическая прочность соединений при использовании предлагаемого метода повышается, например, для соединения медь-рубин в 2-3 раза.

Использование изобретения позволяет исключить сложное дорогостоящее оборудование и материалы, уменьшить число и сократить время технологических операций и повысить качество соединений.

Формула изобретения

СПОСОБ ПАЙКИ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, включающий предварительное облуживание паяемых поверхностей низкотемпературным материалом, термообработку и последующую пайку, отличающийся тем, что при использовании в качестве низкотемпературного облуживающего материала сплава висмут-индий-олово-кадмий термообработку проводят при 100 - 140^oС в течение 1 - 3 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1