特种陶瓷工艺学-加工.pptVIP

* 5.2 烧结金属粉末法封接（powder metallurgy bonding） 用这种方法将陶瓷和金属件焊接到一起时，其主要工艺分为两个步骤：陶瓷表面金属化和加热焊料使陶瓷与金属焊封。其中，最关键的工艺是陶瓷表面的金属化 工艺流程简述如下 ： （1）浆料制备 ：其中主要成分为金属氧化物或金属粉末，还含有一些无机粘合剂，有机粘合剂。再加上适量的液体，就可置入球磨机中湿磨12~60小时，直到平均粒径到1~3μm为止。 （2）刷浆 ：将上述制得的金属浆料，以一定方式涂刷于需要金属化的陶瓷表面上，这层金属浆料的厚度，以干后达到12~26μm为宜。 （3）烧渗：在高温及还原性气氛的作用下，一部分金属氧化物将被还原成金属，另一部分则可能熔融并添加到陶瓷的玻璃相中，或与陶瓷中之某些晶态物质，通过化学反应而生成一种新的化合物，形成一种粘稠的过渡层，并将陶瓷表面完全润湿。而在冷却过程中这粘稠的过渡层，则凝固为玻璃相，填充于陶瓷表面与金属粉粒之间。 （4）将陶瓷金属化表面与金属进行焊接 * 5.3 活性金属封接法（active metallic bonding） ①在直接焊封之前，陶瓷表面不需要先进行金属化，而采用一种特殊的焊料金属，直接置于需要焊接的金属和陶瓷之间，利用陶瓷－金属母材之间的焊料在高温下熔化，其中的活性组员与陶瓷发生反应，形成稳定的反应梯度层，从而使两种材料结合在一起。这种金属焊料可以直接制成薄层垫片状，或采用胶态悬浊浆涂刷。 ②必须严格控制焊封的温度和时间，以防止焊料对瓷件的过分侵蚀，才能保证必要的焊封质量；活化金属焊接工艺，必须在高度真空下进行，通常真空度必须高于10-4Pa。对于大型工件来说，是非常麻烦且难以实现的。因此，这种工艺至今未得到广泛的应用。 特点： * 5.4 封接的结构形式（configuration） 应用于电子元件、器件中的陶瓷－金属的封接，虽然种类繁多，形式不一，但就基本结构而言，不外乎对封、压封、穿封三种，如图6.16所示。如果元件本身结构比较简单，则可以使用其中之一种，如小型密封电阻，电容，电路基片等。如元器件本身比较复杂，则可能有其中的2~3种形式组合而成，如穿心式电容器，陶瓷绝缘子，真空电容器等。 一、对封：对封是通过焊封将金属直接平焊于金属化后的陶瓷端面上。如右图（1）、（2）所示 二、压封：即金属件在外，瓷件在内。如右图（3）、（4）所示 三、穿封：当穿过瓷件的金属件的直径较细，可以直接采用如右图（5）所示的实心穿封；金属件较粗应改用如右图（6）所示压穿封 陶瓷－金属封接的主要结构形式 * 第六节 陶瓷表面改性新技术 一、热喷涂法（thermal spraying）：利用氧乙炔（丙烷）火焰、电弧或等离子等高温热源将欲涂覆的各种涂层材料熔化或软化，并用高速射流使之雾化成微细颗粒液滴或高温颗粒，喷射到经过预处理的基体表面工件表面，从而与基体形成一层牢固的涂层的技术，达到高度耐磨、减摩、耐蚀、耐高温以及修补恢复尺寸等目的 二、冷喷涂法：利用高压气体携带粉末颗粒从轴向进入喷枪产生超音速流，粉末颗粒经喷枪加速后在完全固态下撞击基体，通过产生较大的塑性变形而沉积于基体表面形成涂层 三、溶胶－凝胶法（sol-gel）：用易水解的金属醇盐或无机盐，在某种溶剂中发生水解反应，经水解缩聚形成均匀的溶胶，将溶胶涂覆在基体的表面，再经干燥、热处理（焙烧）后形成涂层 6.1 陶瓷材料传统的表面改性技术 * 四、物理－化学气相沉积法（physical – chemical vapor deposition）： 气相沉积是指以材料的气态（或蒸汽）或气态物质化学反应的产物在工件表面形成涂层的技术，前者称为物理气相沉积（PVD），后者称为化学气相沉积（CVD） 。 物理气相沉积有溅射法、离子镀法、真空蒸镀法等。对于陶瓷基体来说，用的较多的是溅射法。溅射法是通过待镀材料源和基板一起放入真空室内，然后利用正离子轰击作为阴极的靶，以动量传递的方法使靶材中的原子、分子溢出并在基板表面上凝聚成膜 。 化学气相沉积是指在相当高的温度下，混合气体与基体的表面相互作用，使混合气体中的某些成分分解，并在基体表面形成一种金属或化合物的固态薄膜或镀层。 五、熔盐反应法（molten salt reaction）：其原理是利用过渡金属在熔盐里歧化反应，在陶瓷表面沉积金属薄膜和涂层，从而改善陶瓷表面的润湿性能 * 6.2 陶瓷表面改性新技术 一、离子注入技术（ion implanting）： 它是将所需的元素（气体或金属蒸汽）通入电离室电离后形成正离子，将正离子从电离室引出进入几十至几百千伏的高压电场中加速后注入