Паста для металлизации керамики

Паста для металлизации керамики

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

к

"-. г с." дБ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

ЙСоюз Советсиик

Социалистичесиик

Республик (t i 765243

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.07.78(21) 2645856/29-33 () К

С 04 В 41/14 с присоединением заявки .%—

Гасударственный комитет (23 ) П рнорнтет—

Опубликовано 23.09.80. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 24.09.80 ло делам изобретений и открытий (53) УД f(666 3 .056.5 (088,8) (72) Авторы изобретения

3. А. Ключерева, B. И. Рогожникова и Н. И. Шубина (7l) Заявитель (54) ПАСТА ДЛЯ МЕТАЛЛИЗАЦИИ КЕРАМИКИ

Изобретение относится к электронной технике, в частности к составу для металлизации керамических деталей, и может быть использовано при изготовлении металлокерамических узлов.

Развитие высокотемпературных процессов в современной технике требует использовачия материалов, обладающих высокими электроизрляционными и огнеупорными свойствами. Таким материалом является керамика на основе тугоплавких бескислородных соединений— нитридов. Среди многочисленных нитридов особый интерес представляют нитриды бора и алюминия. Сочетание высокой огнеупорности, термостойкости, хороших изолирующих свойств, а также химической инертности делают нитриды перспективным материалом в ряде областей техники. Однако химическая инертность нит ридов наряду с положительными момен тами (устойчивость в нейтральной и восстанбвительных средах, несмачиваемость расплавами стекла, солей и многих металлов) приводит к трудности металлизации изделий из нитрицов.

Известен состав для металлизации нитридов,.содержащий, вес.%:

Молибден 5-1 2

Никель 1-17

Активный металл Остальное (1).

В качестве активных металлов применяют титан, цирконий, гафний, ниобий.

1О

Однако применение для металлизации указанного состава не дает возможности получать прочные металлокерамические спаи, так как образующееся покрытие

5 имеет невысокую устойчивость к расгрескиванию. Кроме того, вышеназванный состав наиболее целесообразен лишь при металлизации нитридов бора. Прочность . спаев при растяжении в данном случае составляет 6-8Н.

Наиболее. широкое распространение в электронной технике для металлизации керамики получил способ нанесения на

Состав металлиэацикая прочность спаев термоциклов, выдержанных в ходе испытаний в режиме — 60+

+1250Ñ онного пок рытия, вес.% при растяжении, Н

12-15

12-15

12-15

40-5 0

50-60

5 0-55

Известный

1 8-20

В0

90 Молибден

Марганец

Х ом

3 765 поверхность керамики слоя тугощ»авкого

1 металла (молибдена или вольфрама) и различных добавок, основное назначение которых в том, чтобы в процессе вжигания металлизационных покрытий достичь прочного соединения основного компонента покрытия с керамикой, а в процессе пайки получить механически прочные и термостойкие спаи. керамики с металлами.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является молибден- марганцевая металлизация (2j, позволяющая получать термостойкие, вакуумноплотные и механически прочные спаи с окисной керамикой. Механическая прочность спаев при растяжении (при исполь« зовании данного покрытия) составляет

120-150Н. Однако применение вышеуказанного состава (80% молибдена и 20% марганца) для металлизации нитридной керамики не дает BQGMo?KHocTH получать прочные металлокерамические спаи.

Прочность спаев с нитридной керамикой при растяжении составляет 18-20Н, термостойкость спаев также невелика и составляет не более 9 термоциклов в режиме испытания -60 —;+125 С.

Цель изобретения — повышение механичес.. кой прочности металлокерамических спаев.

Это достигается тем, что паста для металлизации керамики на основе нитридов,, включающая молибден и марганец, дополнительно содержит хром при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Молибден 80-90

Марганец 9-1 7

Хром 1-4

Выбор добавки хрома обусловлен его высокой адгезионной способностью, à так же способностью образовывать,при термообработках соединения, являющиеся активаторами взаимодействия металлизационного слоя с керамикой. Количество вводимого. хрома определяется на основе данных по механической прочности спаев на . основе нитридов.

Оптимальные и граничные соотношения компонентов приведены в табл. 1.

f BáëèöB 1

243. 4

Металлизационную пасту приготавливают по общепринятой технологии.

Для получения порошков необходимой дисперсности исходные компоненты (мо5 либден, марганец и хром) раэмалывают до удельной поверхности (молибден . 5000-6000 см у г, марганец 50006000 см/г и хром - не менее 1800 см/г).).

Далее порошки после помола подвергают сушке сначала в вытяжном, а затем в сушильном шкафах.

Высушенные порошки тугоплавкого металла и добавок взвешивают в количест вах, соответствующих составов пасты (табл. 1). Добавляя»от необходимое количество 6».". »дера (25% по отношению к весу порошков) и порошки загружают в стальной барабан валковой мельницы.

Компоненты перемешивают на валковой мельнице в течение 16-24 ч.

После перемешивания полученную пасту процеживают через сито с сеткой

М 0045.

Исследуемые составы металлизационной пасты с помощью кисточки наносят на торцовую поверхность керамических деталей. Производят вжиганне металлизационного пОкрытия в атмосфере азота при t. =1200 С в течение двух часов. о

Затем на вожженную металлизацию наносят защитный (никелевый) слой.

Пайку металлизированной керамики с металлическими деталями (из сплава

ЭП-333) припоем П СрвчМ72-28 производят в конвейерной водонапорной печи.

Результаты проведенных исследований приведены в табл. 2.

Таблица 2, Механичес- Количество

Из таблицы видно, что наибольшую механическую прочность имеют металлокерамические спаи, полученные при использовании металлизационного покрытия.

5 76524 в котором соотношение молибдена, мар-ганца и хрома составляет соответственно 80/о, 179о, 3%, т. е. состав % 2.

Механическая прочность спаев на растяжение составляет в этом случае 505

60Н. Кроме того, введение активной добавки в М -M металлизацию позволяет не только увеличить механическую прочность спаев от 18-2ОН до 50-6ОН, но и повысить их термостойкость от 6-9 термоциклов до 12-15 термоциклов в режиме испытания спаев 60 -+125 С на воздухе. ф ор мул а изобретения!

Паста для металлизации керамики на основе HBTpHgoB, включающая молибден, 3 6 и марганец, î т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механической прочности металлокерамических спаев, она дополнительно содержит хром при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Молибден 80-9О

Марганец 9-1 7

Хром 1-4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3853582, кл. 117-22, опубл. 1974.

2. Батыгин В. Н., Вакуумно-плотна. керамика и ее спаи с металлами, M., 1973.

Составитель С. Шахиджанова

Редактор H. Воликова Техред (). дюлай Корректор И. Муска

Заказ 6441/24 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4