KOVAR

1. Koeficient tepelnej rozťažnosti prispôsobený tvrdému sklu a keramike (hlavná výhoda): V rozsahu teplôt od -80 stupňov do +450 stupňov je priemerný koeficient lineárnej rozťažnosti 4.5 - 6.5 × 10⁻⁶ / stupeň, ktorý je takmer dokonale zladený s borosilikátovým sklom a keramikou z oxidu hlinitého, čo zaisťuje hermetickosť a dlhodobú spoľahlivosť.
2. Vynikajúce hermetické tesniace vlastnosti: Po pred-oxidačnej úprave vytvára KOVAR chemickú väzbu s roztaveným sklom. Miera úniku po utesnení môže dosiahnuť < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s, čo spĺňa požiadavky na vysokú-spoľahlivosť elektronických obalov.
3. Dobrá plasticita a spracovateľnosť: S žíhaným predĺžením 20-30% môže podstúpiť rôzne tvárniace operácie, ako je valcovanie za studena, ťahanie za studena, razenie a obrábanie.
4. Vynikajúci zvárací a tesniaci výkon: Môže byť pripojený pomocou metód, ako je zváranie TIG, odporové zváranie, zváranie elektrónovým lúčom, laserové zváranie a tvrdé spájkovanie, s vysokou tesniacou pevnosťou pri lepení na sklo a keramiku.
5. Dobrá rozmerová stabilita: Po stabilizačnej úprave sú rozmerové zmeny počas-dlhodobej prevádzky minimálne, vďaka čomu je vhodný pre presné elektronické súčiastky.
6. Vyhovuje viacerým medzinárodným normám: ASTM F15, UNS K94610, GB/T 15018 (4J29), MIL-I-23011 atď.

A:

Expanzné-vlastnosti KOVAR pramenia z jeho presne kontrolovaného obsahu niklu-kobaltu a feromagnetických vlastností:

1. Rozšírené aplikácie efektu Invar:
Expanzné vlastnosti KOVAR sú založené na Invarovom efekte, ale rozširujú a posúvajú pôvodne úzky nízky -rozsah teplôt expanzie (-100 stupňov až +200 stupeň ) do vyššieho teplotného rozsahu (izbová teplota až +450 stupeň ) pridaním približne 17 % kobaltu a úpravou obsahu niklu na približne 29 %. To sa dokonale zhoduje s teplotným rozsahom mäknutia borosilikátového skla.
2. Synergické pôsobenie niklu a kobaltu:
Približne 29 % niklu a 17 % kobaltu v zliatine spolupracuje tak, že krivka expanzie zliatiny sa takmer úplne zhoduje s krivkou tvrdého skla v rozsahu teplôt miestnosti až po žíhanie skla. Toto presné prispôsobenie zaisťuje, že počas chladiaceho procesu tesnenia sa kontrakcia kovu presne zhoduje so sklom, čím sa zabráni nadmernému zvyškovému napätiu na rozhraní tesnenia.
3. Vzťah medzi Curieovým bodom a prevádzkovou teplotou:
KOVAR má Curieov bod približne 415 stupňov a jeho horná hranica prevádzkovej teploty (okolo 450 stupňov) spadá presne do rozsahu žíhacích teplôt borosilikátového skla. Nie je to náhoda, ale základný aspekt konštrukcie zliatiny-Keď zliatina prechádza z feromagnetickej na paramagnetickú, jej zmena koeficientu rozťažnosti sa synchronizuje so zmenou charakteristík rozťažnosti skla, čím sa dosiahne zhoda v celom teplotnom rozsahu.

Tepelné spracovanie KOVAR má rozhodujúci vplyv na konečnú mikroštrukturálnu stabilitu, rozmerovú presnosť a hermetické tesniace vlastnosti:
1. Žíhanie (uvoľnenie napätia, homogenizácia štruktúry):
Zahrejte na 800-900 stupňov, udržiavajte 0,5 až 1 hodinu, potom ochlaďte v peci alebo ochladzujte vzduchom rýchlosťou menšou alebo rovnou 300 stupňov za hodinu, aby ste získali stabilnú austenitickú štruktúru a rovnomerné expanzné charakteristiky.
2. Stabilizačná úprava (odporúča sa pre vysoko presné{1}}diely):
Udržujte pri teplote 300-400 stupňov 1 až 4 hodiny, potom pomaly ochlaďte na izbovú teplotu, aby ste odstránili zvyškové napätia, stabilizovali austenitickú štruktúru a minimalizovali rozmerový posun počas následného použitia.
3. Pred-oxidačná úprava (na tesnenie skla):
Udržujte pri 900-1000 stupňoch 15 až 30 minút vo vlhkej vodíkovej alebo dusíkovej atmosfére s primeraným množstvom kyslíka, aby sa vytvoril hustý oxidový film s hrúbkou 2-5 μm, ktorý zaisťuje dobré utesnenie so sklom. Hlavnou zložkou oxidového filmu je spinelová štruktúra (Co,Ni)Fe2O4.
4. Ošetrenie na uvoľnenie napätia (po obrábaní):
Podržte pri teplote 200-300 stupňov 1 až 2 hodiny, potom nechajte vychladnúť na vzduchu, aby ste zabránili deformácii spôsobenej rezným namáhaním.
Poznámka: KOVAR je náchylný na rast zŕn pri vysokých teplotách, takže teplota a čas žíhania musia byť prísne kontrolované. Pred-oxidačná úprava je kritickým procesom pri hermetickom utesňovaní skla, pretože hrúbka a rovnomernosť oxidového filmu priamo ovplyvňuje pevnosť spojenia a vzduchotesnosť tesnenia.

Efektívna pracovná teplota (so stabilným výkonom zodpovedajúcim expanzii):
Odporúča sa -80 až +450 stupeň . V rámci tohto teplotného rozsahu dokáže udržať koeficient tepelnej rozťažnosti zodpovedajúci tvrdému sklu a vynikajúce plynotesné tesnenie. Optimálny rozsah teplôt tesnenia je 300 stupňov až 450 stupňov.
Krátkodobá{0}expozičná teplota:
Až do +500 stupňa, ale koeficient tepelnej rozťažnosti sa výrazne zvýši, čo môže ovplyvniť spoľahlivosť tesnenia.
Výkon pri nízkych-teplotách:
KOVAR si zachováva dobrú pevnosť a húževnatosť pod -80 stupňov, ale jeho koeficient tepelnej rozťažnosti sa môže mierne líšiť od koeficientu skla. Pri ultra-aplikáciách pri nízkych teplotách by sa spoľahlivosť hermetického tesnenia mala hodnotiť na základe konkrétnych prevádzkových podmienok.
Obmedzenia pre vysoké-teploty:
Keď teplota presiahne 415 stupňov (Curieho bod), zliatina prechádza z feromagnetickej na paramagnetickú, čo má za následok výrazné zmeny jej expanzných charakteristík a zníženú zhodu so sklom. KOVAR preto nie je vhodný do prostredia s vysokou-teplotou nad 450 stupňov .

KOVAR vykazuje vynikajúce hermetické tesniace vlastnosti a je nenahraditeľným kľúčovým materiálom v priemysle elektronických obalov:
1. Hermetické utesnenie so sklom:
Po pred-oxidačnej úprave vytvorí KOVAR na svojom povrchu hustú vrstvu oxidu (hrúbka 2-5 μm). Počas procesu utesňovania skla (približne 900-1000 stupňov) sa roztavené sklo chemicky spája s vrstvou oxidu, aby sa vytvorilo vysoko pevné, hermeticky uzavreté rozhranie. Rýchlosť úniku po utesnení môže dosiahnuť < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s (detekcia úniku héliovou hmotnostnou spektrometriou).
2. Tesnenie keramikou:
KOVAR je možné utesniť ku keramike, ako je oxid hlinitý a oxid berýlium, prostredníctvom aktívneho spájkovania kovov (napr. výplňové kovy TiCuAg) alebo priameho spájania, vďaka čomu je vhodný pre vysoko-spoľahlivé keramické obaly.
3. Kľúčové kontrolné body: Tri kľúčové ovládacie prvky pre hermetické tesnenie Kovar a sklo sú:
Hrúbka oxidového filmu: 2-5 μm. Príliš tenký spôsobí nedostatočnú tesniacu pevnosť a príliš hrubý spôsobí odlupovanie oxidového filmu.
Teplota tesnenia: 900-1000 stupňov, zodpovedajúca bodu mäknutia skla
Rýchlosť ochladzovania: Vyžaduje sa pomalé chladenie (menej alebo rovné 300 stupňom za hodinu), aby sa predišlo praskaniu skla spôsobenému tepelným šokom.
4. Spoľahlivosť:
Hermetické komponenty KOVAR vydržia viac ako 1000 teplotných cyklov medzi -80 stupňami a +450 stupňami bez prekročenia rýchlosti úniku alebo mechanického zlyhania.

Čiastočná náhrada je možná, ale musí sa posúdiť na základe špecifických teplotných rozsahov a požiadaviek na tesniaci materiál:
Výhody KOVAR:

1. S koeficientom tepelnej rozťažnosti borosilikátového skla v rozsahu od -80 stupňov do +450 stupňov ide o najpoužívanejšiu a technicky vyspelú tesniacu zliatinu v oblasti elektronických obalov.
2. Dobrá spracovateľnosť a zvárateľnosť, umožňujúca tvarovanie do rôznych tvarov.
3. Vysoká pevnosť tesnenia a dobrá vzduchotesnosť s mierou netesnosti už od < 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s.
4. Má dobré vlastnosti zodpovedajúce tepelnej rozťažnosti podobné tým, ktoré má keramika z oxidu hlinitého.

Obmedzenia KOVAR:
1. Rozdiely v kompatibilite s rôznymi typmi skla:
Nie je kompatibilné so sodno-vápenatým sklom (koeficient rozťažnosti približne 9 × 10⁻⁶ / stupeň) a namiesto toho by ste mali zvoliť iné tesniace zliatiny (napríklad 4J28).
2. Rozdiely oproti zváraniu bežnou nehrdzavejúcou oceľou:
Pri zváraní austenitickou nehrdzavejúcou oceľou treba dávať pozor na napätie spôsobené rozdielmi v koeficiente tepelnej rozťažnosti.
3. Inadequate high-temperature (>500 stupňový výkon:
Koeficient tepelnej rozťažnosti sa výrazne zvyšuje za Curieho bod, takže nie je vhodný do prostredia s ultra-vysokou{1}}teplotou.

4. Nesúlad s nízkym-expanzným sklom:
Pre kremenné sklo (s koeficientom rozťažnosti približne 0,5 × 10⁻⁶ / stupeň) by sa mali zvoliť zliatiny tesnenia s nízkou rozťažnosťou (napríklad 4J36).

Odporúčania pre výber materiálu:
Pre konkrétny výber materiálu uveďte podrobné prevádzkové podmienky (typ materiálu tmelu, teplotný rozsah, prostredie prostredia, životnosť). Môžeme vám pomôcť s technickou a ekonomickou porovnávacou analýzou, ktorá vám pomôže urobiť optimálny výber medzi KOVAR a inými druhmi tesniacich zliatin.
Pre cenové ponuky na špecifické špecifikácie, správy o materiálových skúškach alebo listy technických parametrov, prosím, kontaktujte našich obchodných technikov. Podporujeme prispôsobenie rozmerov, podmienok tepelného spracovania a povrchových úprav podľa potreby a poskytujeme celý súbor medzinárodne certifikovaných dokumentov.