功能材料镍合金、因瓦合金.ppt

2.2.2、Fe-Ni-Co系定膨胀合金 由图可知，上述合金成分位于奥氏体(?)与马氏体(?(M))组织的分界线附近的相区。若冷却到-200℃以下，三种合金都处在? ＋?(M)两相区内。所以必须充分注意成分控制，使合金的???(M)转变温度在-80℃以下 2.2.2、Fe-Ni-Co系定膨胀合金 图4.10示出了Co、Ni含量对???(M)转变温度的影响。随Ni含量增加，???(M)转变温度降低；而Co含量增加，转变温度升高。Al、Si等杂质合量增多也使转变温度升高。转变温度除与化学成分有关应注意外，还应控制热、冷加工变形率，热处理和晶粒度大小。???(M)转变是无扩散型相变，伴随新相马氏体的形成产生体积膨胀。为保证合金的膨胀系数和封接质量，避免???(M)转变是十分重要的。 2.2.2、Fe-Ni-Co系定膨胀合金 4J29合金的标准热处理工艺如下: 中间热处理:为消除冷加工引起的内应力和加工硬化，在H2中进行700～1000℃lhr的热处理: 最终热处理:在H2中进行900～1000℃ 30分钟或1100℃10-15分钟的退火，并低于300℃出炉。目的是去除吸附气体和油污，同时消除残余应力，改善封接性。 预氧化处理:为制作氧化膜，在氧化气氛中加热到650℃以上。 2.2、定膨胀合金---- 主要定膨胀合金及其膨胀特性 2.2.3. 其它封接合金 Fe-Ni合金中加入Cr可使 值增加，但降低居里点。改变Ni，Cr含量可以调节膨胀系数，能与软玻璃匹配封接。同时，Fe-Ni-Cr合金具有更好的封接性。这是因为合金中含活性较大的Cr，在空气中加热易生成富Cr的氧化膜，不仅与合金基体结合牢固，且易被铅玻璃湿润从而提高封接性。 主要Fe-Ni-Cr系合金有4J6、 4J47、4J49等。 2、定膨胀合金---- 主要定膨胀合金及其膨胀特性 用Mo、W、 Cu合金化的Ni基合金(4J78、 4J80, 4J82等)是顺磁性的，属于无磁定膨胀合金。这是电子束聚焦、强磁场下工作的电真空器件所要求的。 Ni-Mo合金随Mo含量增加磁性减弱，当Mo含量为8%时居里点降至室温。除无磁外，这类合金的加工性较好，有耐蚀性、耐热性、高强度，还可以用Ar弧焊与95% Al2O3陶瓷非匹配封接。 2、定膨胀合金---- 主要定膨胀合金及其膨胀特性 集成电路的引线框架过去一直广泛采用4J29, 4J42作为封接材料。随着集成电路的发展，特别是向大功率晶体管和高密度实装发展，要求元件有良好的导电性、导热性。为满足这些要求，采用塑料封装技术，无氧铜和铜合金被用作引线框架材料。铜合金的封装特性示于表4.3。铜合金的膨胀系数与树脂接近，又有良好的导电性和导热性，已被大量使用。目前使用的铜合金已从Cu-Ag系向Cu-Fe系发展，如CA194、CA195等具有良好的高温特性。 2、定膨胀合金 2.3. 封接方式与技术 封接用的密封材料有金属、玻璃、陶瓷等。 对定膨胀合金来说，主要是金属--玻璃、金属--陶瓷的封接。 金属与玻璃间封接的关键是二者的热膨胀系数、亲和性及热传导的差异。因此选用封接材料时要特别注意选择热膨胀系数接近的材料。 2.3. 封接方式与技术 图4.11示出4J29、4J52与玻璃的热膨胀性能的比较。由图可知，在很宽的温度范围内4J52与软玻璃、4J29与硬玻璃的膨胀系数非常接近。 要根据玻璃的种类适当选择定膨胀合金的组成。 同时也要注意合金晶粒度的大小，特别是4J29合金，因为若晶粒过大可能在常温或高于常温下发生 ???(M) 马氏体转变。这是不允许的。 2.3. 封接方式与技术 为了提高金属―玻璃间的亲和性，应在封接前进行以氧化为目的的预氧化处理。 图4.12表示金属―玻璃之间封接的结构模型。如图所示，预氧化处理形成的金属氧化物扩散溶解到玻璃层内形成连续的结构，从而达到牢固的封接。 2.3. 封接方式与技术 图4.13,图4.14分别表示4J29合金和4J6合金与玻璃封接部位各元素的扩散情况。用4J29合金封接时的扩散深度依Fe、Co、Ni的顺序增大，而玻璃中的Si几乎不向合金中扩散。用4J6合金封接时 Cr向玻璃中的扩散良好。这就是Fe-Ni-Cr合金具有更好封接性的原因。 2.3. 封接方式与技术 金属--陶瓷间在平面上封接导线时，可使用结晶玻璃或普通的低熔点玻璃来封接。还可在陶瓷的结合面上敷镀金属，再与金属钎焊。当然，不论哪种方法都必须充分注意陶瓷与金属的热膨胀系数的匹配。