Procese de metalizare pentru diferite materiale ceramice
Materialele metalice au plasticitate bună, ductilitate, conductivitate și conductivitate termică, în timp cemateriale ceramiceau rezistență la temperatură ridicată, rezistență la uzură, rezistență la coroziune, duritate ridicată și izolație ridicată și fiecare are propria gamă largă de aplicații. Metalizarea ceramică, inventată de chimiștii americani Charles W. Wood și Albert D. Wilson la începutul secolului al XX-lea, combină cele două materiale pentru a obține performanțe complementare. Ei au început cercetarea metodelor de aplicare a acoperirilor metalice pe suprafețele ceramice în 1903 și au obținut un brevet pentru această tehnologie în 1905. Această tehnologie a fost ulterior utilizată pe scară largă în producția industrială pentru a fabrica produse ceramice cu aspect și proprietăți metalice, cum ar fi ceramica rezistentă la căldură și electronice. dispozitive.
Metalizarea ceramică se referă la aderarea fermă a unui strat subțire de peliculă metalică pe suprafața ceramică pentru a realiza sudarea între ceramică și metal. Există diferite procese de metalizare ceramică, inclusiv metoda molibden-mangan, metoda placare cu aur, metoda placare cu cupru, metoda placare cu staniu, metoda placare cu nichel și metoda LAP (placare asistată cu laser). Ceramica metalizată obișnuită include ceramica cu oxid de beriliu,ceramică de alumină,ceramică cu nitrură de aluminiu, șiceramică cu nitrură de siliciu.Deoarece structura de suprafață a diferitelor materiale ceramice este diferită, diferite procese de metalizare sunt potrivite pentru metalizarea diferitelor materiale ceramice.
1.BeO Ceramic
Metoda de metalizare cel mai frecvent utilizată pentru ceramica BeO este metoda molibden-mangan. Această metodă implică acoperirea unei suprafețe ceramice cu un amestec de pastă de pulberi metalice pure (Mo, Mn) și un oxid de metal, apoi încălzirea acesteia la temperatură ridicată într-un cuptor pentru a forma un strat de metal. Adăugarea a 10% până la 25% Mn la pulberea de Mo înseamnă a îmbunătăți legătura dintre acoperirea metalică și ceramică.
Principala metodă de metalizare pentru ceramica Al2O3 esteMetoda cuprului legat direct (DBC), care permite conectarea directă între folia de cupru și ceramica Al2O3 fără a fi nevoie de materiale suplimentare. Procesul presupune acoperirea suprafeței ceramicii Al2O3 cu folie de cupru tratată, introducerea unui gaz inert cu un anumit conținut de oxigen, apoi încălzirea acestuia. În timpul acestui proces, suprafața de cupru este oxidată, iar când temperatura atinge intervalul de fază lichidă eutectică, ceramica Al2O3 și cuprul produc o fază lichidă eutectică care umezește ambele materiale și completează conexiunea inițială. În timpul răcirii, faza lichidă eutectică precipită Cu și Cu2O, care există la interfață pentru a realiza o conexiune strânsă.
În prezent, principalele metode utilizate pentru ceramica AlN sunt DBC și Active Metal Brazing (AMB).
Metoda de placare directă cu cupru pentru ceramica AlN este similară cu cea pentru ceramica Al2O3, dar cu unele diferențe. Acest lucru se datorează faptului că AlN este o ceramică non-oxidică, iar faza lichidă eutectică se răspândește slab pe suprafața sa, făcând imposibilă legarea directă. Prin urmare, trebuie pre-oxidat la aproximativ 1200℃, și un strat de oxid de aproximativ 1-2mm va fi generat pe suprafața ceramicii AlN după oxidare. Ceramica de AlN pre-oxidată și cuprul sunt apoi conectate în intervalul de temperatură în care există faza lichidă eutectică pentru a finaliza pregătirea plăcii de cupru acoperite cu AlN.
O altă metodă folosită în mod obișnuit este AMB, care conectează folia de ceramică și cupru AlN cu materiale de umplutură de brazare metalică activă, sistemul Ag-Cu-Ti fiind cel mai frecvent utilizat. Ti din materialul de umplutură pentru lipire este un metal activ, reprezentând aproximativ 1-5% din proporția de masă, în timp ce Cu reprezintă aproximativ 28% și Ag reprezintă aproximativ 67-71%. Problema conectării ceramicii AlN și a foliei de cupru prin lipirea metalică activă este că se lasă multă tensiune internă în structura formată, ceea ce poate duce la probleme de fiabilitate în aplicațiile practice. Prin urmare, în procesul de proiectare a compoziției materialului de umplutură pentru lipire, pe lângă particulele de metal Ag, Cu și Ti, trebuie adăugate unele materiale de umplutură care pot reduce nepotrivirea termică. În prezent, materialele de umplutură utilizate în mod obișnuit includ în principal SiC, Mo, TiN, Si3N4 și Al2O3.
Ceramica Si3N4 este în general conectată la cupru folosind Active Metal Brazing (AMB). Motivul pentru care acoperirea directă cu cupru nu poate fi utilizată pentru metalizarea suprafețeiCeramica Si3N4este că un strat de oxid nu poate fi generat direct pe suprafața ceramicii Si3N4. Similar cu AlN, Si3N4 este, de asemenea, o nitrură, care poate reacționa chimic cu unele metale active (Ti, Cr, V) pentru a genera nitruri continue în stratul de interfață, realizând astfel legătura dintre ceramica Si3N4 și materialele metalice de lipire. Cel mai frecvent utilizat material de lipit metalic este sistemul Ag-Cu-Ti, dar linia de fază lichidă a acestor materiale de lipire este sub 1200 K, iar rezistența lor la oxidare este slabă. Temperatura de utilizare după lipire nu trebuie să fie mai mare de 755 K.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. este un furnizor reputat și de încredere specializat în producția și vânzarea de piese ceramice tehnice. Oferim producție personalizată și prelucrare de înaltă precizie pentru o serie largă de materiale ceramice de înaltă performanță, inclusiv ceramică de alumină, ceramică din zirconiu, nitrură de siliciu, carbură de siliciu, nitrură de bor, nitrură de aluminiu și sticlă ceramică prelucrabilă. În prezent, piesele noastre ceramice se găsesc în multe industrii precum cea mecanică, chimică, medicală, semiconductoare, vehicule, electronice, metalurgie etc. Misiunea noastră este să oferim piese ceramice de cea mai bună calitate pentru utilizatorii globali și este o mare plăcere să vedem ceramica noastră. piesele funcționează eficient în aplicațiile specifice ale clienților. Putem coopera atât la prototip, cât și la producția de masă, bine ați venit să ne contactați dacă aveți cerințe.
