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关于蓝宝石与金属连接方法的研究.pdf

发布:2017-05-23约1.36万字共4页下载文档
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学兔兔 — 钎焊专题 r蜉掳 关于蓝宝石与金属连接方法的研究 四川大学制造科学与工程学院(成都市 610065) 尚建利 李 宁 颜家振 摘要 蓝宝石与金属材料由于性质之间的巨大差异,要实现两者的连接十分困难。为了使它们的连接接头性 能满足使用环境的要求,学者们前期进行了很多连接方法的研究,如熔焊、玻璃焊、钎焊等。文中对蓝宝石与金属 的连接方法作了综述,着重讨论了不同连接方法的连接工艺、接头性能和微观组织,指出活性钎焊将成为蓝宝石与 金属的主导连接方法之一。 关键词:蓝宝石 金属 连接方法 中图分类号:TG454 0 前 言 1 蓝宝石连接方法及其研究现状 蓝宝石为仅一A1 0 单晶,是一种具有高强度、高 蓝宝石属陶瓷类材料,与金属的性能相差很大。 热震抗力、高耐腐蚀性能和高透波率等优异物理特性、 因此,连接蓝宝石与金属,须解决焊接材料与蓝宝石的 机械特性和化学特性相组合的优良晶体材料,被越来 物理化学反应及热膨胀系数的匹配问题。国内外学者 越广泛地应用于红外军事装备、卫星的光学窗口、导弹 运用不同的连接方法,对蓝宝石与金属的连接做了大 整流罩等领域¨J。现有的材料中,ZnS是唯一的较大的 量研究。 1.1 熔接法 窗口材料,但其硬度不足,对光和物理波的散射严重, 使用熔接法焊接蓝宝石与金属的文献目前鲜有报 而且重量较大,价格昂贵,影响窗口的光学性能和力学 道。熔接法是通过高温使金属材料熔化,蓝宝石与金 性能。相对而言,蓝宝石更轻、更亮、更薄、对光的散射 属液之间通过物理化学反应而连接在一起。熔接法焊 更低。可以预见,越来越多的窗口元件将选择蓝宝石 接时形成的熔化区很窄,加热速度快,效率高,但会在 作为原材料。因此,蓝宝石与金属基体的连接技术的 连接部位产生较大的局部应力,会降低连接的可靠性。 研究尤显重要。 熔接法难以形成面积较大的面一面连接,且工艺复杂、 目前,国内使用的蓝宝石与金属的连接方法为胶 成品率低。采用这种连接方法焊接的过程中,还应该 接和机械连接,这些连接方法存在着较大的缺陷 。 采取严格的工艺措施,以防止母材的热震失效和裂纹 胶接接头强度低,且不能承受高温(300℃以上),易老 等缺陷的产生 。 化,严重影响了连接件的使用寿命和可靠性。机械连 1.2 玻璃焊法 接构件的气密性不足,蓝宝石螺孔加工困难,且容易产 在不同零件间加入玻璃或利用焊料融化后形成的 生应力集中而拉裂。蓝宝石与金属的连接技术作为目 玻璃相来润湿并连接被焊工件的方法称为玻璃焊 前飞行器设备的关键技术之一而备受关注。美国、以 法 。赵德才 采用MAS(MgO—A1203一SiO2焊接材 色列、俄罗斯等国家,已经将蓝宝石和金属的可靠连接 料)玻璃钎焊法和反应烧结法两种工艺,分别以MAS 结构成功用于国防设备中。文中阐述了蓝宝石与金属 玻璃焊料和A1 0 系无机焊料为中间层进行蓝宝石与 的各种连接方法,并对其在连接工艺及性能等方面做 蓝宝石的连接。采用MAS玻璃焊接材料时,所得焊接
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