陶瓷金屬封接要求

良好的陶瓷與金屬封接，其封接處應滿足如下要求：

1．具有良好的真空氣密性，印使在高溫時也不應喪失；

2．具有一定的機械強度；

3．在長時間高于工作溫度的條件下，其電氣性能與機械性能應保持不變；

4．能承受住急劇的溫度變化；

5．工藝簡單，適于成批生產；

6．封接處尺寸的公差應很小。

陶瓷與金屬的封接是比較成熟的有難熔金屬法與活性金屬法兩種。

難熔金屬法：在滑石瓷表面上涂以鉑、鎢或錸的金屬粉末與黏合劑調成的槳或在這些粉末中再加入少量的鐵或錳以改善其結合性能，并在氫和氮的氣氛中燒結后再與金屬焊接。比較成熟，常用的就是鋁-錳法。

活性金屬法：用鐵粉或氫化欽粉，有黏合劑調成的漿涂在陶瓷與金屬焊接的部位上，不先單獨燒結就直接加上焊料（純銀、銀銅焊料或鉛、錫、銦等低溫焊料）與金屬部件裝架在一起，然后在真空下，一次燒成。

上述二種方法，各有其優(yōu)缺點，前者工藝程序多，但容易控制，便于大量生產。后者工藝步驟簡單，但不易控制。

陶瓷金屬化實現(xiàn)金屬一陶瓷封接的方法一般是利用金屬粉末涂在陶瓷表面，然后在還原氣氛(氫氣)中高溫燒結，從而在陶瓷表面形成一層金屬層的過程，所以這種方法又稱為燒結金屬粉末法。根據金屬粉末的配方不同，它又有鉬錳法、鉬鐵法、鎢鐵法等，其中以鉬錳法應用最廣泛，工藝最成熟。

陶瓷金屬封接機理

鉬錳法陶瓷金屬化的簡單機理是：以鉬粉、錳粉為主要原料，再添加一定數(shù)量的其他金屬粉，以及作為活性劑的金屬氧化物，如氧化鋁、氧化鎂、二氧化硅、氧化鈣等，在還原性氣氛中高溫燒結。在高溫條件下，氧化錳和配方中的其他氧化物互相溶解和擴散，生成熔點和黏度都比較低的玻璃狀熔融體。

這些熔融體向陶瓷中擴散與滲透，同時對陶瓷中的氧化鋁晶粒產生溶解作用，并與陶瓷中的玻璃相作用生成新的玻璃態(tài)熔融體，并又反過來向金屬化層中擴散與滲透，并浸潤略微氧化的鉬海綿表面。冷卻后，陶瓷與金屬化層界面附近的互相滲透的熔融體變成玻璃相，從而在陶瓷與海綿鉬之間形成一層過渡層。由于鉬層不易被焊料所浸潤，因此還需要在金屬化鉬層上鍍上一層鎳，鍍鎳后在于氫氣氛中進行再燒結，使鉬層與鎳層結合牢固，稱為二次金屬化。

陶瓷金屬封接特點

鉬錳法在各種陶瓷的金屬化中應用得十分普遍，其主要優(yōu)點是：

(1)工藝成熟、穩(wěn)定；

(2)封接強度高，特別適合微波管在苛刻的機械和氣候條件下應用；

(3)可以多次返修而不致破壞金屬化層；

(4)對焊料、金屬化膏劑配方以及燒結氣氛的要求不很嚴格，工藝容易掌握。

鉬錳法的缺點是金屬化溫度高，容易影響陶瓷的質量；而且要求高溫氫爐；工序周期比較長。 2100433B

1998年，經全國科學技術名詞審定委員會審定發(fā)布。

《電氣工程名詞》第一版。

由于陶瓷材料表面結構與金屬材料表面結構不同，焊接往往不能潤濕陶瓷表面，也不能與之作用而形成牢固的黏結，因而陶瓷與金屬的封接是一種特殊的工藝方法，即金屬化的方法：先在陶瓷表面牢固的黏附一層金屬薄膜，從而實現(xiàn)陶瓷與金屬的焊接。另外，用特制的玻璃焊料可直接實現(xiàn)陶瓷與金屬的焊接。

陶瓷的金屬化與封接是在瓷件的工作部位的表面上，涂覆一層具有高導電率、結合牢固的金屬薄膜作為電極。用這種方法將陶瓷和金屬焊接在一起時，其主要流程如下：

陶瓷表面做金屬化燒滲→沉積金屬薄膜→加熱焊料使陶瓷與金屬焊封

國內外以采用銀電極最為普遍。整個覆銀過程主要包括以下幾個階段：

1. 黏合劑揮發(fā)分解階段（90~325℃）

2. 碳酸銀或氧化銀還原階段（410~600℃）

3. 助溶劑轉變?yōu)槟z體階段（520~600℃）

4. 金屬銀與制品表面牢固結合階段（600℃以上）

陶瓷金屬化步驟

1、煮洗

2、金屬化涂敷

3、一次金屬化（高溫氫氣氣氛中燒結）

4、鍍鎳

5、焊接

6、檢漏

7、檢驗2100433B