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可伐合金毛細管是指內(nèi)徑很細的長條形管子。
Kovar合金又稱封接合金或定膨脹合金。在-70至500℃溫度范圍內(nèi),具有比較恒定的較低或中等程度膨脹系數(shù)的合金。主要類型有鐵鎳、鐵鎳鈷、鐵鎳鉻系合金。還有無氧銅、鎢、鉬及其合金和復合材料。主要用于電子工業(yè)及電真空工業(yè)作封接材料。
可伐合金組織結(jié)構
合金按規(guī)定的熱處理制度處理后,再經(jīng)-78.5℃冷凍,大于等于4h不應出現(xiàn)馬氏體組織。但當合金成分不當時,在常溫或低溫下將發(fā)生不同程度的奧氏體(γ)向針狀馬氏體(α)轉(zhuǎn)變,相變時伴隨著體積膨脹效應。合金的膨脹系數(shù)相應增高,致使封接件的內(nèi)應力劇增,甚至造成部分損壞。影響合金低溫組織穩(wěn)定性的主要因素是合金的化學成分。從Fe-Ni-Co三元相圖中可以看到,鎳是穩(wěn)定γ相的主要元素,鎳含量偏高有利于γ相的穩(wěn)定。隨合金總變形率增加其組織越趨向穩(wěn)定。合金成分偏析也可能造成局部區(qū)域的γ→α相變。此外晶粒粗大也會促進γ→α相變。
可伐合金發(fā)展歷程
19世紀初,已開始用鉑作為封接材料與軟玻璃封接。1879年,愛迪生(T.Edison)發(fā)明的白熾燈泡以及早期的電子管和X射線管通過玻璃的引出線都用鉑絲。在 1896年法國吉堯姆 (C.E.Guillaume)制成因瓦(Invar)合金(36Ni-Fe)以后,又派生出了代替鉑的46Ni-Fe封接合金,這是早的封接合金。后來進一步改進這種合金,在表面覆一層薄銅,這種覆銅的42Ni-Fe絲(俗稱杜美絲,Dumet Wire)用作非匹配軟玻璃封接引出線一直使用到70年代。隨著電真空技術的發(fā)展,出現(xiàn)了熔點高、熱穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)更低的硬玻璃。初期采用鉬或鎢與硬玻璃封接。20世紀30年代出現(xiàn)了與硬玻璃封接的稱為可伐 (Kovar)的Fe-Ni-Co合金;此外,還出現(xiàn)了與軟玻璃封接的Fe-Ni-Cr系、Fe-Cr系、Fe-Ni-Cu系等封接合金。
第二次世界大戰(zhàn)后,隨著超高頻、大功率電真空器件的發(fā)展,出現(xiàn)了與氧化鋁、氧化鈹?shù)忍沾煞饨拥暮辖?。對膨脹合金提出兼具高導熱、高導電、無磁性等物理性能的要求。為此采用了復合膨脹合金(如覆銅的可伐合金帶材和絲材)、含難熔金屬的封接合金 (如Ni-Mo、Ni-Mo-W系等),但用量都不大。
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可伐合金毛細管退火溫度及保溫時間
可伐合金是一種奧氏體組織材料,所以,只能通過晶體的重新形核和長大,即再結(jié)晶退火來加工硬化和形變應力。
再結(jié)晶溫度是指經(jīng)過大變形量冷加工的金屬,在1 h的保溫時間內(nèi)能夠完全再結(jié)晶的溫度。金屬所受變形度越大,所具內(nèi)能越大,則其再結(jié)晶溫度就越底。工業(yè)上再結(jié)晶退火溫度一般要比再結(jié)晶溫度高100~200℃左右,保溫時間為30~60min??煞サ脑俳Y(jié)晶溫度大約為700~750℃,因此其再結(jié)晶退火溫度應為900~950℃。有資料介紹可伐的再結(jié)晶退火溫度為930℃左右,若單純只為了加工硬化和形變應力,則以930℃保溫30~60min即可。但在金屬外殼封接工藝中,可伐與玻璃的實際燒結(jié)溫度高達到960℃,為了保證在這一溫度下,能得到更純、含雜質(zhì)更少的可伐材料,一般要求退火溫度不應低于燒結(jié)溫度:退火溫度=燒結(jié)溫度+30~50℃,達到1000±10℃,高于可伐的再結(jié)晶退火溫度。為了避免過高的溫度引起材料晶體顆粒的二次再結(jié)晶,使晶粒不均勻長大,可以通過縮短保溫時間來控制。總之,退火溫度越高,保溫時間就相應縮短。
當裝爐量大或零件尺寸較大時,應適當延遲保溫時間,此時退火溫度不應太高,防止熱透不均勻,局部晶粒長大。
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