Припой для пайки керамики с металлами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 644613

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к а вт. овид-ву (22) Заявлено 29.08.77 (21) 2520988/25-27 с присоединением заявки № (23) Пр иорктет (43) Опубликовано 30.01.79. Бюллетень № 4 (45) Дата опубликования описания 30,01.79 (51) M. Кл.

В 23К 35/30

С 22С 9/00

Гооударстеенный комитет

СССР ав делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

3. А. Ключерева, Т. Е. Макеева, В. И. Рогожников

Н. И. Шабуневич и Л. Б. Коляда (71) Заявитель (54) IIPHIIOA ДЛЯ IIAAKH КЕРАМИКИ С МЕТАЛЛАМИ,1

Изобретение относится к области пайки, в частности, к составу припоя для соединения керамики с металлами, и может быть использовано для производства металлокер амических узлов.

Известны припои для соединения керамики с металлами, в качестве которых используют медь, серебро, золото и сплавы на их основе. Из указанных припоев предпочтительными являются медь или ее сплавы ввиду хорошей их пластичности (1).

Прочность металлокерамических соединений, полученных с помощью вышеперечисленных припоев, является невысокой и составляет 80 †1 МПа. Соединения с такой механической прочностью являются ненадежными и не могут быть использованы в производстве, так как разрушаются иногда до испытаний.

Известен припой на основе меди, содержащий хром 0,3 — 6 вес. % (2).

Однако известный припой не обеспечивает достаточной механической прочности паяного соединения.

Целью изобретения является увеличение механической прочности соединений металла с керамикой.

Поставленная цель достигается тем, что припой дополнительно содержит серебро при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Хром 0,5 — 2,0

Серебро 3,0 — 5,0

5 Медь Остальное

Пример осуществления изобретения. В качестве опытных образцов использовались керамические трубочки с наружным диаметром 10 мм и длиной 8 мм, соединенные

10 по торцовым поверхностям, между которыми помещалась металлическая деталь из железоникелевого сплава (Fe — 58%).

Припой помещался между керамическими и металлическими деталями, В таблице

15 приведены граничные и средние значения компонентов припоя и значение механической прочности соединений с указанными припоями. Собранные изделия подвергались нагреву в водороде при 1050 С и давлении

20 1,5 — 1,8 МПа, Механическая прочность соединений с использованием предлагаемого припоя приблизительно в 2 раза больше в сравнении с механической прочностью соединений, полученных с помощью медного

25 припоя.

Введение серебра обеспечивает улучшение текучести меди, а следовательно и лучшую смачиваемость ею керамики. Хром же, будучи высокоактивным компонентом, 30 взаимодействует со стеклофазой керамики, 644613

Механическая

Количество испытанных образцов, шт.

Состав припоя, о; (по массе) прочность, МПа

Серебро 3,0

Хром 0,5

Медь 96,5

190 — 200

Серебро 4,0

Хром 1,25

Медь 94,75

200 †2

Серебро 5,0

Хром 2,0

Медь 93

200 †2

Составитель В. Плахтий

Редактор T. Морозова Техред С. Антипенко Корректор И. Познлковская

Заказ 2471/10 Изд. Мз 131 Тираж 1221 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 обеспечивая этим прочное соединение меди с керамикой. Таким образом, совокупность действия активных добавок в медном припое обеспечивает металлокерамическим соединениям повышенную механическую прочность до 220 — 240 МПа, Количественное соотношение компонентов предлагаемого состава припоя определено на основе данных о механической прочности металлокерамических соединений, приведенных в таблице.

Таблица

Механическая прочность образцов при изгибе

Введение добавки серебра менее 3,0% является неэффективным с точки зрения растекаемости припоя по керамике, увеличение количества серебра более 5,0% приводит к вытеканию припоя из зоны сое. динения металла с керамикой.

Введение хрома менее 0,4% является недостаточным, не улучшает адгезии покры5 тия к керамике, введение же хрома более

2% увеличивает жесткость и хрупкость меди, что также снижает механическую прочность соединений.

С помощью предлагаемого припоя могут

10 быть получены металлокерамические соединения как термокомпрессионным способом, так и по технологии с предварительной металлизацией керамических изоляторов.

15 Предлагаемый состав припоя на основе меди был использован для изготовления теплоотводящих элементов электронных приборов.

Формула изобретения

Припой для пайки керамики с металлами, содержащий хром, медь, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения механической прочности паяного соединения, 25 он дополнительно содержит серебро при следующем соотношении компонентов, вес. %.

Хром 0,5 — 2,0

Серебро 3,0 — 5,0

30 МеДь Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Батыгин В. М. и др. Вакуумплотная керамика и ее спаи с металлами. М., 1973.

35 2. Патент ФРГ К 1226400, кл. В 2ЗК

35/30, 1966.